Clatrina

La clatrina es una proteína que participa en la formación de vesículas recubiertas . La clatrina fue aislada por primera vez por Barbara Pearse en 1976. ^{[ 1 ]} Forma una estructura en forma de trisquel compuesta por tres cadenas pesadas y tres cadenas ligeras de clatrina. Cuando los trisqueles interactúan, forman una red poliédrica que rodea la vesícula. El nombre de la proteína hace referencia a esta estructura reticular, derivada del latín clathri , que significa red. ^{[ 2 ]} Barbara Pearse nombró a la proteína clatrina por sugerencia de Graeme Mitchison , seleccionándola entre tres opciones posibles. ^{[ 3 ]} Las proteínas de recubrimiento, como la clatrina, se utilizan para construir pequeñas vesículas con el fin de transportar moléculas dentro de las células. La endocitosis y exocitosis de vesículas permite a las células comunicarse, transferir nutrientes, importar receptores de señalización, mediar una respuesta inmunitaria tras explorar el mundo extracelular y limpiar los restos celulares dejados por la inflamación tisular. La vía endocítica puede ser secuestrada por virus y otros patógenos para ingresar a la célula durante la infección. ^{[ 4 ]}

El trisquel de clatrina está compuesto por tres cadenas pesadas de clatrina que interactúan en sus extremos C-terminales ; cada cadena pesada de ~190 kDa tiene una cadena ligera de ~25 kDa unida firmemente a ella. Las tres cadenas pesadas proporcionan la estructura básica de la red de clatrina, y se cree que las tres cadenas ligeras regulan la formación y el desensamblaje de dicha red. Existen dos formas de cadenas ligeras de clatrina, denominadas a y b. La principal cadena pesada de clatrina, ubicada en el cromosoma 17 en humanos, se encuentra en todas las células. Un segundo gen de cadena pesada de clatrina, en el cromosoma 22 , se expresa en el músculo. ^{[ 5 ]}

La cadena pesada de clatrina se describe a menudo como una pierna, con subdominios que representan el pie (el dominio N-terminal ), seguido del tobillo, la pierna distal, la rodilla, la pierna proximal y los dominios de trimerización. El dominio N-terminal consta de una estructura de hélice β de siete aspas. Los demás dominios forman una superhélice de hélices alfa cortas. Esto se determinó originalmente a partir de la estructura del dominio de la pierna proximal, que identificó y está compuesto por un módulo estructural más pequeño denominado motivos de repetición de la cadena pesada de clatrina. Las cadenas ligeras se unen principalmente a la porción de la pierna proximal de la cadena pesada, con cierta interacción cerca del dominio de trimerización. La hélice β en el "pie" de la clatrina contiene múltiples sitios de unión para la interacción con otras proteínas. ^{[ 5 ]}

Una jaula de clatrina con un único triskelion resaltado en azul. El mapa de crio-EM EMD_5119 se generó en UCSF Chimera y se resaltó un triskelion de clatrina.

Cada jaula tiene 12 pentágonos. El mini abrigo (izquierda) tiene 4 hexágonos y simetría tetraédrica, como en un tetraedro triakis truncado. El barril hexagonal (centro) tiene 8 hexágonos y simetría D6. El balón de fútbol (derecha) tiene 20 hexágonos y simetría icosaédrica, como en un icosaedro truncado.

Cuando los triskeliones se ensamblan en solución, pueden interactuar con suficiente flexibilidad para formar anillos de 6 lados ( hexágonos ) que dan lugar a una red plana, o anillos de 5 lados ( pentágonos ) necesarios para la formación de redes curvas. Cuando muchos triskeliones se conectan, pueden formar una estructura similar a una cesta. La estructura mostrada está formada por 36 triskeliones, uno de los cuales se muestra en azul. Otro ensamblaje común es un icosaedro truncado . Para encerrar una vesícula, debe haber exactamente 12 pentágonos en la red.

En una célula, el triskelion de clatrina en el citoplasma se une a una proteína adaptadora que tiene una membrana unida, conectando uno de sus tres pies a la membrana a la vez. La clatrina no puede unirse directamente a la membrana ni a la carga, sino que utiliza proteínas adaptadoras para ello. Este triskelion se unirá a otros triskelios unidos a la membrana para formar una red redondeada de hexágonos y pentágonos, que recuerda a los paneles de un balón de fútbol, ​​y que contrae la membrana formando una yema. Al construir diferentes combinaciones de anillos de 5 y 6 lados, se pueden ensamblar vesículas de distintos tamaños. La jaula de clatrina más pequeña que se suele observar, llamada minicapa, tiene 12 pentágonos y solo dos hexágonos. Es probable que jaulas aún más pequeñas, sin hexágonos, no se formen a partir de la proteína nativa, porque los pies de los triskelios son demasiado voluminosos. ^{[ 6 ]}

La clatrina participa en la formación de vesículas redondeadas en el citoplasma para el transporte intracelular. Las vesículas recubiertas de clatrina (VRC) clasifican selectivamente la carga en la membrana celular , la red trans-Golgi y los compartimentos endosomales para diversas vías de transporte de membrana. Tras la gemación de una vesícula hacia el citoplasma, la cubierta se desensambla rápidamente, lo que permite que la clatrina se recicle mientras la vesícula se transporta a diferentes lugares.

Las moléculas adaptadoras son responsables del autoensamblaje y el reclutamiento. Dos ejemplos de proteínas adaptadoras son AP180 ^{[ 7 ]} y epsina . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} AP180 se utiliza en la formación de vesículas sinápticas . Recluta clatrina a las membranas y también promueve su polimerización . La epsina también recluta clatrina a las membranas y promueve su polimerización, y puede ayudar a deformar la membrana, y así las vesículas recubiertas de clatrina pueden gemar. En una célula, un triskelion que flota en el citoplasma se une a una proteína adaptadora, uniendo uno de sus pies a la membrana a la vez. El pie del triskelion se unirá a otros unidos a la membrana para formar una red poliédrica, pie de triskelion, que tira de la membrana para formar una gemación. El pie no se une directamente a la membrana, sino que se une a las proteínas adaptadoras que reconocen las moléculas en la superficie de la membrana.

La clatrina tiene otra función además del recubrimiento de orgánulos . En células que no se dividen, la formación de vesículas recubiertas de clatrina ocurre continuamente. La formación de vesículas recubiertas de clatrina se detiene en células que experimentan mitosis . Durante la mitosis, la clatrina se une al aparato del huso , en complejo con otras dos proteínas: TACC3 y ch-TOG/ CKAP5 . La clatrina ayuda en la congregación de los cromosomas estabilizando las fibras del cinetocoro del huso mitótico . El dominio amino-terminal de la cadena pesada de clatrina y el dominio TACC de TACC3 forman la superficie de unión a microtúbulos para que TACC3/ch-TOG/clatrina se una al huso mitótico . La estabilización de las fibras del cinetocoro requiere la estructura trimérica de la clatrina para entrecruzar los microtúbulos. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

La endocitosis mediada por clatrina (CME) regula muchos procesos fisiológicos celulares, como la internalización de factores de crecimiento y receptores, la entrada de patógenos y la transmisión sináptica. Se cree que los invasores celulares utilizan la vía de nutrientes para acceder a los mecanismos de replicación celular. Ciertas moléculas de señalización abren esta vía. ^{[ 1 ]} Dos compuestos químicos, denominados Pitstop 1 y Pitstop 2, inhibidores selectivos de la clatrina, pueden interferir con la actividad patógena y, por lo tanto, proteger a las células contra la invasión. Estos dos compuestos bloquean selectivamente la asociación del ligando endocítico con el dominio terminal de la clatrina in vitro. ^{[ 14 ]} Sin embargo, se ha cuestionado la especificidad de estos compuestos para bloquear la endocitosis mediada por clatrina. ^{[ 15 ]} En estudios posteriores, sin embargo, se validó la especificidad de Pitstop 2 como dependiente de la clatrina. ^{[ 16 ]}

• Adaptación
• Formación de la tapa
• migración celular
• Dinamina

• MBInfo - Endocitosis mediada por clatrina
• Motivo lineal eucariota, clase de motivo LIG_Clathr_ClatBox_1
• Motivo lineal eucariota, clase de motivo LIG_Clathr_ClatBox_2
• Estructura de la clatrina
• Dinámica de membranas
• Biblioteca de imágenes y vídeos de la ASCB sobre la dinámica de la clatrina