Vinculina

Ver tamén familia da vinculina.

PDB 1qkr
Vinculina
Identificadores
Símbolo	VCL
Símbolos alt.	CMD1W; CMH15; HEL114; MV; MVCL
Entrez	7414
OMIM	193065
PDB	1RKE, 1SYQ, 1TR2, 1YDI, 2GWW, 2HSQ, 2IBF, 3H2U, 3H2V, 3MYI, 3RF3, 3S90, 3TJ5, 3TJ6, 3VF0, 4DJ9, 4EHP 1RKC, 1RKE, 1SYQ, 1TR2, 1YDI, 2GWW, 2HSQ, 2IBF, 3H2U, 3H2V, 3MYI, 3RF3, 3S90, 3TJ5, 3TJ6, 3VF0, 4DJ9, 4EHP
RefSeq	NP_003364
UniProt	P18206
Outros datos
Locus	Cr. 10 [1]

A vinculina é unha proteína membrano-citoesquelética das células de mamíferos que se encontra nas placas de adhesión focal que está implicada na unión de moléculas de adhesión de tipo integrina ao citoesqueleto de actina. É unha proteína das varias proteínas citoesquelética asociadas coas unións célula-célula e célula-matriz extracelular que están implicadas na ancoraxe da actina F á membrana. Descubrírona independentemente Benny Geiger^[1] e Keith Burridge.^[2] A súa secuencia é un 20%-30% similar á da α-catenina, que tamén realiza unha función parecdia.

Ao unirse alternativamente á talina ou á α-actinina, a forma da vinculina cambia e, en consecuencia, as súas propiedades de unión tamén cambian. O xene da vinculina ten unha soa copia e parece non ter ningún xene moi emparentado no xenoma. Atopáronse moitos transcritos de splicing alternativo para este xene, pero a validez biolóxica dalgunhas variantes non foi determinada. A súa variante de empalme, a metavinculina (véxase máis abaixo) tamén necesita a presenza de vinculina para heterodimerizarse e funcionar de modo independente.

A vinculina é unha proteína citoesquelética de 117-kDa formada por 1066 aminoácidos. A proteína contén un dominio ácido N-terminal e un dominio básico C-terminal separados por un segmento medio rico en prolina. A vinculina consta dun dominio de cabeza globular que contén sitios de unión para a talina e a α-actinina e un sitio de fiosforilación de tirosina, mentres que a súa rexión da cola contén sitios de unión para a actina F, paxilina, e lípidos.^[3]

Esencialmente, a porción da cabeza N-terminal de 835 aminoácidos está subdividida en catro dominios. Esta está unida coa porción C-terminal por unha rexión enlazadora (linker).

A proteína vinculina humana mostra unha identidade de secuencia maior do 95% coa vinculina de polo.^[4]

A recente obtención da estrutura 3D desta proteína esclareceu en parte como esta proteína modela a súa forma para realizar variadas funcións. Por exemplo, a vinculina pode controlar a mobilidade celular simplemente alterando a súa forma de activa a inactiva. Cando está no seu estado inactivo, a conformación da vinculina caracterízase pola interacción entre a súa cabeza e os dominios de cola. E cando se transforma á súa forma activa, como ocorre cando a talina desencadea a unión, córtase a interacción intramolecular entre a cola e a cabeza. Noutras palabras, cando os sitios de unión á vinculina (VBS) da talina de hélices α se unen a unha estrutura de feixes helicoidais do dominio de cabeza da vinculina, iníciase a "conversión do feixe helicoidal", o que orixina a reorganización das hélices α (α1- α-4), o que dá,lugar a unha estrutura completamente nova de feixe de cinco hélices. Esta función tamén a realiza en células cancerosas, nas que regula o movemento e proliferación de ditas células a outras partes do corpo.

O movemento e dispersión das células ocorre por un proceso consistente na unión de receptores integrina da superficie celular a moléculas de adhesión da matriz extracelular. A vinculina está asociada con unións adherentes e adhesións focais, que son complexos que nuclean os filamentos de actina e establecen enlaces cruzados entre o medio externo, a membrana plasmática, e o citoesqueleto de actina.^[5] O complexo nas adhesións focais consta de varias proteínas como a vinculina, α-actinina, paxilina, e talina, na cara intracelular da membrana plasmática.

Máis especificamente, a parte amino terminal da vinculina únese á talina, a cal, á súa vez, se une a β-integrinas, e a parte carboxilo terminal únese á actina, fosfolípidos, e homodímeros formadores de paxilina. A unión da vinculina á talina e actina está regulada por polifosfoinosítidos e é inhibida por fosfolípidos ácidos. O complexo serve despois para ancorar os filamentos de actina á membrana.^[6]

A perda da vinculina afecta a diversas funcións celulares; altera a formación do complexo, e impide a adhesión celular e espallamento celular. A ausencia desta proteína causa un decrecemento na dispersión das células, acompañado da redución da formación de fibras de estrés, formación de poucas adhesións focais, e inhibición da extensión de lamelipodios.^[3] Descubriuse que as células que son deficientes en vinculina teñen conos de crecemento que avanzan máis lentamente, e de filopodios e lamelipodios que son menos estables que nas células normais. Postulouse que a falta de vinculina pode diminuír a adhesión celular ao inhibir a ensamblaxe das adhesións focais e impedir a polimerización da actina. Por outra parte, a sobreexpresión da vinculina pode restaurar a adhesión e o espallamento celular ao promover o recrutamento de proteínas citoesqueléticas nos complexos de adhesión focal no sitio de unión de integrinas^[6]. A capacidade da vinculina de interaccionar con integrinas do citoesqueleto nas adhesións focais parece ser fundamental para o control da mecánica do citoesqueleto, dispersión celular, e formación de lamelipodios. Así, a vinculina parece xogar un papel clave no control da forma baseado na súa capacidade de modular a estrutura e función das adhesións focais.

VBS
Cabeza da vinculina humana (1-258) en complexo con sitio de unión á vinculina da talina 3 (residuos 1944-1969)
Identificadores
Símbolo	VBS
Pfam	PF08913
InterPro	IPR015009
Estruturas proteicas dispoñibles: Pfam   estruturas / ECOD   PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum resumo de estruturas

Encóntranse sitios de unión á vinculina (VBS) predominantemente na talina e nas moléculas similares á talina, o que permite que a vinculina se una á talina, estabilizando unións célula-matriz mediadas pola integrina. A talina, á súa vez, liga as integrinas ao citoesqueleto de actina. A secuencia consenso para o sitio de unión á vinculina é LxxAAxxVAxxVxxLIxxA, na que se predí unha estrutura secundaria de catro hélices anfipáticas. Os residuos hidrofóbicos que definen o sitio de unión á vinculina están "enmascarados" e enterrados no centro dunha serie de feixes helicoidais que constitúen o bastón da talina.^[7]

No músculo liso e no esquelético (e probablemente en menor extensión no músculo cardíaco) no seu estado ben diferenciado (contráctil) coexprésase (xunto á vinculina normal) unha variante de splicing ou empalme que leva un exón extra na rexión codificante 3', polo que codifica unha isoforma máis longa chamada metavinculina (meta VCL) de ~150KD, que é unha proteína cuxa existencia se coñecía desde a década de 1980.^[8] A tradución deste exón extra causa unha inserción de máis de 60 residuos rica en aminoácidos ácidos entre as hélices I e II no dominio de cola C-terminal. As mutacións na rexión de inserción correlaciónanse coa miocardiopatía dilatada idiopática hereditaria.^[9]

A lonxitude da inserción na metavinculina é de 68 aminoácidos en mamíferos e de 79 en ras.^[10] Comparáronse as secuencias de metavinculina de porco, humanos, polo e ra, e atopouse que a inserción constaba de dúas partes: a primeira parte é variable e a segunda está moi conservada evolutivamente.

Ambas as isoformas da vinculina colocalízanse nas estruturas musculares adhesivas, como as placas densas no músculo liso, discos intercalados nos cardiomiocitos, e costámeros no músculo esquelético.^[11] O dominio de cola da metavinculina ten unha menor afinidade pola cabeza comparada coa da cola da vinculina. No caso da metavinculina, o desenrolamento do bucle en forquita C-terminal hidrofóbico do dominio da cola está afectado polas cargas negativas da inserción de 68 aminoácidos, polo que se require a isoforma regular da vinculina activada por fosfolípidos para activar completamente a molécula de metavinculina.

A vinculina interacciona con SORBS1,^[12] CDH1^[13][14] e a paxilina.^[15][16][17]

• Critchley DR (2005). "Cytoskeletal proteins talin and vinculin in integrin-mediated adhesion". Biochem. Soc. Trans. 32 (Pt 5): 831–6. PMID 15494027. doi:10.1042/BST0320831. 
• Koteliansky VE, Ogryzko EP, Zhidkova NI; et al. (1992). "An additional exon in the human vinculin gene specifically encodes meta-vinculin-specific difference peptide. Cross-species comparison reveals variable and conserved motifs in the meta-vinculin insert". Eur. J. Biochem. 204 (2): 767–72. PMID 1339348. doi:10.1111/j.1432-1033.1992.tb16692.x. 
• Mulligan LM, Gardner E, Telenius H, Ponder BA (1992). "Complementary physical and genetic techniques map the vinculin (VCL) gene on chromosome 10q". Genomics 13 (4): 1347–9. PMID 1505973. doi:10.1016/0888-7543(92)90066-2. 
• Weller PA, Ogryzko EP, Corben EB; et al. (1990). "Complete sequence of human vinculin and assignment of the gene to chromosome 10". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 87 (15): 5667–71. PMC 54388. PMID 2116004. doi:10.1073/pnas.87.15.5667. 
• Turner CE, Burridge K (1989). "Detection of metavinculin in human platelets using a modified talin overlay assay". Eur. J. Cell Biol. 49 (1): 202–6. PMID 2503380. 
• Turner CE, Miller JT (1994). "Primary sequence of paxillin contains putative SH2 and SH3 domain binding motifs and multiple LIM domains: identification of a vinculin and pp125Fak-binding region". J. Cell. Sci. 107 (6): 1583–91. PMID 7525621. 
• Salgia R, Li JL, Lo SH; et al. (1995). "Molecular cloning of human paxillin, a focal adhesion protein phosphorylated by P210BCR/ABL". J. Biol. Chem. 270 (10): 5039–47. PMID 7534286. doi:10.1074/jbc.270.10.5039. 
• Adams MD, Kerlavage AR, Fleischmann RD; et al. (1995). "Initial assessment of human gene diversity and expression patterns based upon 83 million nucleotides of cDNA sequence" (PDF). Nature 377 (6547 Suppl): 3–174. PMID 7566098. 
• Hagmann J (1993). "Pattern formation and handedness in the cytoskeleton of human platelets". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90 (8): 3280–3. PMC 46283. PMID 7682697. doi:10.1073/pnas.90.8.3280. 
• Johnson RP, Craig SW (1995). "F-actin binding site masked by the intramolecular association of vinculin head and tail domains". Nature 373 (6511): 261–4. PMID 7816144. doi:10.1038/373261a0. 
• Hirsch MS, Law LY, Trinkaus-Randall V, Svoboda KK (1995). "The intracellular distribution of vinculin and alpha 2 integrin in epithelial cells and chondrocytes". Scanning 16 (5): 275–84. PMID 7994488. doi:10.1002/sca.4950160306. 
• Fausser JL, Ungewickell E, Ruch JV, Lesot H (1994). "Interaction of vinculin with the clathrin heavy chain". J. Biochem. 114 (4): 498–503. PMID 8276759. 
• Moiseyeva EP, Weller PA, Zhidkova NI; et al. (1993). "Organization of the human gene encoding the cytoskeletal protein vinculin and the sequence of the vinculin promoter". J. Biol. Chem. 268 (6): 4318–25. PMID 8440716. 
• Yoshida M, Westlin WF, Wang N; et al. (1996). "Leukocyte adhesion to vascular endothelium induces E-selectin linkage to the actin cytoskeleton". J. Cell Biol. 133 (2): 445–55. PMC 2120789. PMID 8609175. doi:10.1083/jcb.133.2.445. 
• Scott GA, Liang H, Cassidy LL (1996). "Developmental regulation of focal contact protein expression in human melanocytes". Pigment Cell Res. 8 (4): 221–8. PMID 8610074. doi:10.1111/j.1600-0749.1995.tb00667.x. 
• Deroanne CF, Colige AC, Nusgens BV, Lapiere CM (1996). "Modulation of expression and assembly of vinculin during in vitro fibrillar collagen-induced angiogenesis and its reversal". Exp. Cell Res. 224 (2): 215–23. PMID 8612698. doi:10.1006/excr.1996.0131. 
• Maeda M, Holder E, Lowes B; et al. (1997). "Dilated cardiomyopathy associated with deficiency of the cytoskeletal protein metavinculin". Circulation 95 (1): 17–20. PMID 8994410. doi:10.1161/01.cir.95.1.17. 
• Mazaki Y, Hashimoto S, Sabe H (1997). "Monocyte cells and cancer cells express novel paxillin isoforms with different binding properties to focal adhesion proteins". J. Biol. Chem. 272 (11): 7437–44. PMID 9054445. doi:10.1074/jbc.272.11.7437. 
• Hazan RB, Kang L, Roe S; et al. (1998). "Vinculin is associated with the E-cadherin adhesion complex". J. Biol. Chem. 272 (51): 32448–53. PMID 9405455. doi:10.1074/jbc.272.51.32448. 
• Hazan RB, Norton L (1998). "The epidermal growth factor receptor modulates the interaction of E-cadherin with the actin cytoskeleton". J. Biol. Chem. 273 (15): 9078–84. PMID 9535896. doi:10.1074/jbc.273.15.9078. 

• MBInfo - Vinculin
• http://www.stjude.org/media/0,2561,453_5297_9660,00.html
• http://www.medicalnewstoday.com/medicalnews.php?newsid=5196 Arquivado 08 de xuño de 2020 en Wayback Machine.
• http://www.olympusmicro.com/primer/techniques/fluorescence/gallery/cells/bpae/images/bpaelarge.jpgArquivado 27 de setembro de 2007 en Wayback Machine.
• Vinculin Información con ligazóns na Cell Migration Gateway