Δημήτριος Ι. Στραβοπόδης, M.Sc., Ph.D. ΠΥΡΗΝΩΣΗ ΑΚΤΙΝΗΣ – ΤΡΟΠΟΜΟΝΤΟΥΛΙΝΗ – Arps – ΠΗΚΤΩΛΥΜΑΤΙΝΗ – ΣΥΜΠΛΟΚΟ ΚΑΔΕΡΙΝΗΣ/ΚΑΤΕΝΙΝΗΣ (ΕΚΚΒ: Κυτταροσκελετός: Μέρος Ι) Δημήτριος Ι. Στραβοπόδης, M.Sc., Ph.D. Επίκουρος Καθηγητής, Τμήματος Βιολογίας, ΕΚΠΑ Αθήνα, 2008

ΣΥΜΠΛΟΚΟ ΚΑΔΕΡΙΝΗΣ – ΚΑΤΕΝΙΝΗΣ ΚΑΔΕΡΙΝΕΣ (κυτταρο-προσκολλησίνες): Διαμεμβρανικές πρωτεΐνες Γλυκοπρωτεΐνες προσκόλλησης Ca2+-εξαρτώμενες ~ 700 αα Διακυτταρική σύνδεση Εξωκυτάριο τμήμα: ~ 100 αα Θέσεις δέσμευσης Ca2+ ομοφιλικό μοτίβο αλληλεπίδρασης καδερινών Κυτταροπλασματικό τμήμα Σύνδεση με κατενίνες (α-, β- και γ-) (cytoplasmic domain) Συμμετοχή στην κυτταρική προσκόλληση Ρύθμιση κυτταροσκελετού ακτίνης ΚΑΤΕΝΙΝΕΣ: Σύνδεση με Ε-Καδερίνη (ανοσοκατακρήμνιση) (πρώτη φορά) Ε-καδερίνη (επιθήλια)/Μ-καδερίνη (μεσέγχυμα)/Ν-καδερίνη/Ρ-καδερίνη/L-CAM

Μοριακοί σύνδεσμοι Καδερινών & κυτταροσκελετού Ρύθμιση προσκόλλησης κυττάρων ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ α-κατενίνες (102 kDa) Σύνδεση με ινίδια ακτίνης Στρατολόγηση από & σύνδεση με β- & γ-κατενίνη Ενεργοποίηση p120 Cas Tyrosine Kinase (κινάση τυροσίνης) 2 ισομορφές: αΕ & αΝ Δομική ομοιότητα με βινκουλίνη β-κατενίνες (88 kDa) (Προσαρμογέας α-κατενίνης) Σύνδεση στο κυτταροπλασματικό τμήμα των καδερινών γ-κατενίνες (80 kDa) (Προσαρμογέας α-κατενίνης) p120 Cas Στρατολόγηση πολλών πρωτεϊνών Συγκρότηση/αποσυγκρότηση ΕΣΤΙΩΝ ΠΡΟΣΚΟΛΛΗΣΗΣ

β-κατενίνη Κλωνοποίηση σε θηλαστικά / Xenopus / ασπόνδυλα Ομοίοτητα με ΠΛΑΚΟΓΛΟΒΙΝΗ (ενδεχομένως, η γ-κατενίνη) Ανιχνεύεται σε δεσμοσώματα / πλάκες προσκόλλησης ΕΙΔΙΚΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΚΑΤΕΝΙΝΩΝ Συνδεδεμένες με ογκοκατασταλτικές πρωτεΐνες Υποστρώματα κινασών τυροσίνης Δράση μεταγραφικών παραγόντων (β-κατενίνη) β-ΚΑΤΕΝΙΝΗ Μεταγραφικός παράγοντας Αποικοδόμηση στο κυτταρόπλασμα (συνθήκες ηρεμίας) Σύμπλεγμα αποικοδόμησης: Πρωτεΐνη APC: Adenomatous Polyposis Coli Wnt/Frizzled signaling: Παρεμπόδιση αποικοδόμησης β-κατενίνης Συσσώρευση στο κυτταρόπλασμα & τον πυρήνα Ενεργοποίηση γονιδίων: κυτταρική αύξηση & ανάπτυξη ΚΑΡΚΙΝΟΣ: Μεταλλαγές συμπλόκου APC / β-κατενίνης: ανώμαλη γονιδιακή έκφραση

smGTPases (small GTPases: μικρές GTPάσες) Υπο-οικογένεια Gα12 (και Gα13) Έλεγχος σύνδεσης καδερίνης-κατενίνης Αλληλεπίδραση Gα12/13-Καδερίνης (κυτταροπλασματικό τμήμα) Πρόκληση αποδέσμευσης β-κατενίνης (από καδερίνη) Ρόλος ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ (G-πρωτεΐνες) Κυτταρική προσκόλληση Κυτταρική κίνηση Δυναμική κυτταρική οργάνωση smGTPases (small GTPases: μικρές GTPάσες) Ras πρωτεΐνες (υπεροικογένεια) GTPases (μονομερείς) (μικρές) ~ 50 γονίδια (διακριτά, εκτός της ογκοπρωτεΐνης Ras) Rho smGTPases (Ras-συσχετιζόμενες) Cdc42 Rac1

Έλεγχος δυναμικής κυτταρικού σκελετού ακτίνης Πολλαπλασιασμός RhoA Cdcd42 / Rac1 / RhoA Έλεγχος δυναμικής κυτταρικού σκελετού ακτίνης Πολλαπλασιασμός Διαφοροποίηση Κινητικότητα Δημιουργία προεκβολών Ανάπτυξη νευρώνων Cdc42 (ινοβλάστες) ΜΙΚΡΟΒΕΛΟΝΕΣ & ΦΙΛΟΠΟΔΙΑ Συμμετοχή μέσω WASp & Arp2/3: de novo πυρήνωση ακτίνης / επέκταση φιλοποδίων Rac ΑΥΛΑΚΩΣΕΙΣ & ΕΛΑΣΜΑΤΟΠΟΔΙΑ Επηρεάζει τον αποπολυμερισμό / αποσυγκρότηση ινιδίων ακτίνης Σύνθεση φωσφοϊνοσιτιδίων / επίδραση σε LIM-κινάση (απενεργ. ADF/κοφιλίνης) ΝΗΜΑΤΙΑ ΠΙΕΣΗΣ

Rho ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ GTPases (μικρές) Ρύθμιση δομής συσταλτότητας ακτο-μυοσίνης Δημιουργία εστιών προσκόλλησης Σύνδεση κυτταροσκελετού ακτίνης με εξωκυττάρια ουσία [Ιντεγκρίνες (διαμεμβρανικές) / βινκουλίνη-ταλίνη-α-ακτινίνη / κολλαγόνο-φιμπρονεκτίνη] Μοριακοί διακόπτες Κυκλική διαδρομή αντικατάστασης GDP / GTP ΑΝΕΝΕΡΓΗ ΜΟΡΦΗ: Δεσμεύει GDP ΕΝΕΡΓΗ ΜΟΡΦΗ: Δεσμεύει GTP GEFs: παράγοντες ανταλλαγής νουκλεοτιδίων γουανιδίνης [έλεγχος ενεργότητας Rho] Trio protein (σύνδεση με διαμεμβρανική φωσφατάση τυροσίνης LAR, 2 GEFs) Αναδιάταξη κυτταροσκελετού ακτίνης μέσω ΦΙΛΑΜΙΝΗΣ & Tara Συμμετοχή: μετανάστευση, όψιμη εμβρυϊκή ανάπτυξη (σκελετικοί μύες, νευρικός ιστός) Δομικά μοτίβα DH & PH (Dbl & Pleckstrin domains): Μοτίβα στόχευσης δια-πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων GAPs: πρωτεΐνες που ενεργοποιούν GTPases (IQGAP) [έλεγχος ενεργότητας Rho]