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Los factores de ribosilación de ADP ( ARF ) pertenecen a la familia ARF de proteínas de unión a GTP de la superfamilia Ras . Las proteínas de la familia ARF son ubicuas en las células eucariotas , y se han identificado seis miembros altamente conservados de la familia en células de mamíferos. Aunque los ARF son solubles, generalmente se asocian a las membranas debido a la miristoilación del extremo N-terminal . Su función es regular el tráfico vesicular y la remodelación de la actina .
Las pequeñas proteínas de unión a GTP del factor de ADP ribosilación (Arf) son reguladores importantes de la biogénesis de vesículas en el tráfico intracelular. [ 1 ] Son los miembros fundadores de una familia creciente que incluye Arl (similar a Arf), Arp (proteínas relacionadas con Arf) y las proteínas Sar (asociadas a la secreción y relacionadas con Ras), remotamente relacionadas. Las proteínas Arf alternan entre formas inactivas unidas a GDP y formas activas unidas a GTP que se unen selectivamente a efectores. El interruptor estructural clásico GDP/GTP se caracteriza por cambios conformacionales en las denominadas regiones interruptor 1 e interruptor 2, que se unen fuertemente al fosfato gamma del GTP pero débilmente o no se unen en absoluto al nucleótido GDP. Los estudios estructurales de Arf1 y Arf6 han revelado que, si bien estas proteínas presentan los cambios conformacionales interruptor 1 y 2, se diferencian de otras pequeñas proteínas de unión a GTP en que utilizan un interruptor adicional y único para propagar información estructural de un lado de la proteína al otro.
Los ciclos estructurales GDP/GTP de Arf1 y Arf6 humanos presentan un cambio conformacional único que afecta a las hebras beta2beta3 que conectan el interruptor 1 y el interruptor 2 (interconmutador) y también al extremo N-terminal helicoidal anfipático. En Arf1 y Arf6 unidos a GDP, el interconmutador se retrae y forma un bolsillo al que se une la hélice N-terminal, la cual actúa como un cierre molecular para mantener la conformación inactiva. En la forma unida a GTP de estas proteínas, el interconmutador experimenta un cambio de registro de dos residuos que eleva el interruptor 1 y el interruptor 2, restaurando una conformación activa que puede unirse al GTP. En esta conformación, el interconmutador se proyecta fuera de la proteína y extruye el cierre N-terminal al ocluir su bolsillo de unión.
Proteínas reguladoras
Los ARF se asocian regularmente con dos tipos de proteínas: las que participan en la catálisis del intercambio de GTP/GDP y las que desempeñan otras funciones. Los ARF actúan como una subunidad reguladora que controla el ensamblaje de la cubierta en la proteína de cubierta I ( COPI ) y en las vesículas recubiertas de clatrina .
Proteínas de intercambio GTP/GDP
ARF se une a dos formas del nucleótido de guanosina: guanosina trifosfato (GTP) y guanosina difosfato (GDP). La forma de la molécula de ARF depende de la forma a la que se une, lo que le permite desempeñar una función reguladora. ARF requiere la ayuda de otras proteínas para alternar entre la unión a GTP y GDP. Las proteínas activadoras de GTPasa (GAP) obligan a ARF a hidrolizar el GTP unido a GDP, y los factores de intercambio de nucleótidos de guanina obligan a ARF a incorporar una nueva molécula de GTP en lugar de una de GDP unida.
Otras proteínas
Otras proteínas interactúan con ARF, dependiendo de si está unida a GTP o GDP. La forma activa, ARF*GTP, se une a proteínas de la cubierta vesicular y adaptadores, incluyendo la proteína de cubierta I (COPI) y diversos fosfolípidos. Se sabe que la forma inactiva solo se une a una clase de proteínas transmembrana. Los diferentes tipos de ARF se unen específicamente a distintos tipos de proteínas efectoras.
Filogenia
Actualmente se conocen 6 proteínas ARF de mamíferos, que se dividen en tres clases de ARF:
- Clase 1: ARF1 , ARF2 , ARF3
- Clase 2: ARF4 , ARF5
- Clase 3: ARF6 . (Véase también ARF6 )
Estructura
Las ARF son proteínas pequeñas de aproximadamente 20 kDa . Contienen dos regiones de conmutación que modifican su posición relativa entre los ciclos de unión a GDP/GTP. Las ARF suelen estar miristoiladas en su región N-terminal, lo que contribuye a su asociación con la membrana.
Ejemplos
Los genes humanos que codifican proteínas que contienen este dominio incluyen:
Véase también
Referencias
Lecturas adicionales
- Donaldson JG, Honda A (2005). "Localización y función de las GTPasas de la familia Arf". Biochemical Society Transactions . 33 (4): 639– 642. doi : 10.1042/BST0330639 . PMID 16042562 .
- Nie Z, Hirsch DS, Randazzo PA (2003). "Arf y sus muchos interactores". Current Opinion in Cell Biology . 15 (4): 396– 404. doi : 10.1016/S0955-0674(03)00071-1 . PMID 12892779 .
- Amor JC, Harrison DH, Kahn RA, Ringe D (1994). "Estructura del factor de ADP-ribosilación 1 humano complejizado con GDP". Nature . 372 ( 6507): 704– 708. Bibcode : 1994Natur.372..704C . doi : 10.1038/372704a0 . PMID 7990966. S2CID 4362056 .
- Moss J, Vaughan M; Vaughan (1995). "Estructura y función de las proteínas ARF: activadores de la toxina del cólera y componentes críticos de los procesos de transporte vesicular intracelular" . The Journal of Biological Chemistry . 270 (21): 12327– 12330. doi : 10.1074/jbc.270.21.12327 . PMID 7759471 .
- Boman AL, Kahn RA; Kahn (1995). "Proteínas Arf: ¿La policía del tráfico de membranas?". Trends in Biochemical Sciences . 20 (4): 147– 150. doi : 10.1016/s0968-0004(00)88991-4 . PMID 7770914 .
- Kahn RA, Kern FG, Clark J, Gelmann EP, Rulka C (1991). "Factores de ADP-ribosilación humanos. Una familia funcionalmente conservada de proteínas de unión a GTP" . The Journal of Biological Chemistry . 266 (4): 2606– 2614. doi : 10.1016/S0021-9258(18)52288-2 . PMID 1899243 .
Enlaces externos
- Motivo lineal eucariota, clase de motivo TRG_Cilium_Arf4_1
- dominios de proteínas
- Proteínas de membrana periféricas