Dinein
Dineini su multiproteinski motorni kompleksi koji prenose terete prema minus kraju mikrotubula što se naziva retrogradni transport. Pripadaju velikoj eukariotskoj obitelji AAA+ (ATPases Associated with diverse cellular Activities) proteina. Klasificiraju se kao citoplazmatski i aksonemalni dineini.[1] Znanstvenik Ian Gibbons otkrio je i imenovao dinein 1963. godine.[2]
Klasifikacija[uredi | uredi kôd]
- Citoplazmatski dinein odgovoran je za unutarstanični i intraflagelarni transport. Pomaže u pozicioniranju Golgijevog aparata i transportu brojnih organela u stanici. Vrši napetost na aksijalne mikrotubule te uzrokuje osciliranje diobenog vretena što je važno tijekom stanične diobe. Vezanjem na kinetohore igra važnu ulogu u pravilnom odvajanju kromosoma.
Tehnika za ispitivanje strukture[uredi | uredi kôd]
Najmoćnija tehnika za ispitivanje strukture dineina je skenirajuća transmisijska elektronska mikroskopija (STEM). Uzorci 30S dineina iz cilija Tetrahymene pyriformis naneseni su na ugljične filmove ili su osušeni zamrzavanjem i ispitani kao neobojeni, nefiksirani uzorci ili su negativno obojeni s uranil sulfatom.[4]
Struktura[uredi | uredi kôd]
Dinein je proteinski kompleks koji ima molekulsku masu od 0,7 – 1,8 kDa.Čine ga 3 teška lanca i više pomoćnih lanaca. N-terminalni kraj teškog lanca djeluje kao platforma za dodatne lance i veže terete. U svim teškim lancima 3500 ostataka C-terminalnog kraja formiraju motor koji koristi ATP i omogućuje kretanje duž mirkotubula. Dinein motor sadrži prsten s 6 AAA+ domena te četiri nastavka: poveznik, stabljika, podupirač i C-terminalna domena. Na vrhu stabljike nalazi se domena za vezanje na mikrotubule (MTBD) koja je u izravnoj interakciji s mikrotubulima. AAA+ domene dijele se na velike (AAAL) i male (AAAS) subdomene. AAAL subdomena sadrži jezgru s 5 β-ploča i 5 α-zavojnica dok AAAS subdomena sadrži jezgru s 5 α-zavojnica. Od 6 AAA+ domena, samo prve četiri domene mogu vezati nukleotide, a od te četiri samo AAA1 domena je ključna za pokretljivost i glavno je mjesto gdje se dešava ATP hidroliza. Koraci ATP hidrolize povezani su mehanokemijskim ciklusom pokretljivosti dineina koji je karakteriziran konformacijskim promjenama u povezniku i domeni za vezanje na mikrotubule.[1]
Interakcije s proteinima[uredi | uredi kôd]
Dinein stupa u interakciju s brojnim proteinima, a najvažniji su regulatori Lis1, NudE/Nudel, dinaktin te bikaudalni D adapter za teret 2 (BICD2). Lis1 sudjeluje u regrutiranju dineina prema plus kraju mikrotubula te pomaže dineinu u transportu velikih tereta. Dinaktin je uključen u gotovo sve funkcije dineina, a točkaste mutacije u njegovoj p150 domeni uzrokuju bolesti motornih neurona.[5]
Bolesti povezane s defektima u funkciji dineina[uredi | uredi kôd]
Defekti u funkciji dineina narušavaju integritet neurona i dovode do razvojnih i neurodegenerativnih poremećaja. Nefunkcionalnost u autofagiji ili klirensu proteina sklonih agregaciji često je uzrok većini ovih bolesti. Značajni dokazi pokazali su da disfunkcija signalnog puta ovisnog o dineinu, a posebno u retrogradnom transportu u neuronima, rezultira raznim neurološkim bolestima poput amiotrofične lateralne skleroze, Charcot-Marie-Tooth bolesti, Alzheimerove, Parkinsonove i Huntingtonove bolesti[6]. Uz neurodegenerativne bolesti disfunkcija dineina dovodi do ciliopatije uzrokovane disfunkcijom intraflagelarnog transportnog dineina te ciliopatije zbog disfunkcije aksonemalnih dineina.[7]
Izvori[uredi | uredi kôd]
- ↑ a b Schmidt H, Carter AP. 2016. Review: Structure and mechanism of the dynein motor ATPase. Biopolymers. 105(8): 557–67
- ↑ Gibbons I.R. 1963. Studies on the protein components of cilia from Tetrahymena pyriformis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 50: 1002–1010
- ↑ Roberts, A., Kon, T., Knight, P. 2013. Functions and mechanics of dynein motor proteins. Nat Rev Mol Cell Biol. 14: 713–726CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ↑ Johnson KA, Wall JS. 1983. Structure and molecular weight of the dynein ATPase. J Cell Biol. 96: 669–678
- ↑ Cianfrocco, Michael A. 2015. Mechanism and regulation of cytoplasmic dynein. Annual review of cell and developmental biology. 31: 83–108
- ↑ Chen, Xiang-Jun. 2014. Cytoplasmic dynein: a key player in neurodegenerative and neurodevelopmental diseases. Science China. Life sciences. 57(4): 372–7
- ↑ Antony, Dinu. 2021. Ciliary Dyneins and Dynein Related Ciliopathies. Cells. 10(8): 1885