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Citocalasina

Las citocalasinas son metabolitos fúngicos que tienen la capacidad de unirse a los filamentos de actina y bloquear la polimerización y elongación de la actina. Como resultado de...

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Las citocalasinas son metabolitos fúngicos que tienen la capacidad de unirse a los filamentos de actina y bloquear la polimerización y elongación de la actina. Como resultado de la inhibición de la polimerización de la actina, las citocalasinas pueden cambiar la morfología celular , inhibir procesos celulares como la división celular e incluso causar apoptosis celular . [ 1 ] Las citocalasinas tienen la capacidad de permear las membranas celulares, prevenir la translocación celular y causar la enucleación celular. [ 2 ] Las citocalasinas también pueden tener un efecto en otros aspectos de los procesos biológicos no relacionados con la polimerización de la actina. Por ejemplo, la citocalasina A y la citocalasina B también pueden inhibir el transporte de monosacáridos a través de la membrana celular, [ 2 ] se ha descubierto que la citocalasina H regula el crecimiento de las plantas, [ 3 ] la citocalasina D inhibe la síntesis de proteínas [ 4 ] y la citocalasina E previene la angiogénesis. [ 5 ]

Unión a filamentos de actina

Se sabe que las citocalasinas se unen a los extremos positivos barbados y de rápido crecimiento de los microfilamentos , lo que luego bloquea tanto el ensamblaje como el desensamblaje de monómeros de actina individuales desde el extremo unido. Una vez unidas, las citocalasinas esencialmente tapan el extremo del nuevo filamento de actina. Una citocalasina se unirá a un filamento de actina. [ 2 ] Estudios realizados con citocalasina D (CD) han encontrado que los dímeros de CD-actina contienen actina unida a ATP al formarse. [ 6 ] Estos dímeros de CD-actina se reducen a monómeros de CD-actina como resultado de la hidrólisis de ATP. El monómero de CD-actina resultante puede unirse al monómero de ATP-actina para reformar el dímero de CD-actina. [ 2 ] La CD es muy eficaz; solo se necesitan bajas concentraciones (0,2 μM) para prevenir el ondulado de la membrana e interrumpir el movimiento de polimerización . [ 7 ] Se analizaron los efectos de muchas citocalasinas diferentes sobre los filamentos de actina y se encontró que se necesitaban concentraciones más altas (2-20 μM) de CD para eliminar las fibras de estrés. [ 7 ]

Por el contrario, la latrunculina inhibe la polimerización de los filamentos de actina al unirse a los monómeros de actina.

Usos y aplicaciones de las citocalasinas

Los microfilamentos de actina se han estudiado ampliamente utilizando citocalasinas. Debido a su naturaleza química, las citocalasinas pueden ayudar a los investigadores a comprender la importancia de la actina en diversos procesos biológicos. El uso de citocalasinas ha permitido a los investigadores comprender mejor la polimerización de la actina, la motilidad celular, la formación de ondulaciones, la división celular, la contracción y la rigidez celular. El uso de citocalasinas ha sido tan importante para comprender el movimiento del citoesqueleto y muchos otros procesos biológicos que los investigadores han creado dos citocalasinas sintéticas. [ 1 ]

La citocalasina ha encontrado aplicación práctica en ensayos de tromboelastometría (TEM) de sangre total para la evaluación de trastornos de la polimerización de fibrinógeno y fibrina en el ensayo FIBTEM en ROTEM. Esta prueba se basa en el principio de que la citocalasina D inhibe de manera muy eficaz la función plaquetaria mediante la inhibición de los elementos contráctiles. [ 8 ] La inhibición plaquetaria es más eficaz que cuando las plaquetas se bloquean con antagonistas de GPIIb/IIIa . [ 9 ] Los datos in vitro y clínicos indican que la fuerza del coágulo en FIBTEM aumenta de manera dependiente de la concentración de fibrinógeno , independientemente del recuento de plaquetas. [ 10 ] Por lo tanto, la deficiencia de fibrinógeno o los trastornos de la polimerización de fibrina pueden detectarse rápidamente.

Estructuras químicas

Véase también

Referencias

  1. ^ a b Haidle, AM; Myers, AG (2004). "Una ruta enantioselectiva, modular y general hacia las citocalasinas: síntesis de L-696,474 y citocalasina B" ( PDF) . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 101 (33): 12048– 12053. Bibcode : 2004PNAS..10112048H . doi : 10.1073/pnas.0402111101 . PMC  514432. PMID  15208404 .
  2. ^ a b c d Cooper, JA (1987). "Efectos de la citocalasina y la faloidina sobre la actina" ( PDF) . Journal of Cell Biology . 105 (4): 1473– 1478. doi : 10.1083/jcb.105.4.1473 . PMC 2114638. PMID 3312229 .  
  3. ^ Cox, RH; Cutler, HG; Hurd, RE; Cole, RJ (1983). "Estudios de resonancia magnética nuclear de protón y carbono-13 de la conformación de derivados de citocalasina H y efectos reguladores del crecimiento vegetal de las citocalasinas". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 31 (2): 405– 408. Bibcode : 1983JAFC...31..405C . doi : 10.1021/jf00116a055 .
  4. ^ Ornelles, DA; Fey, EG; Penman, S. (1986). "La citocalasina libera el ARNm del armazón del citoesqueleto e inhibe la síntesis de proteínas" . Biología molecular y celular . 6 (5): 1650– 1662. doi : 10.1128/mcb.6.5.1650 . PMC 367692. PMID 3785175 .  
  5. ^ Udagawa, T.; Yuan, J.; Panigrahy, D.; Chang, Y.-H.; Shah, J.; D'Amato, RJ (2000). "Citochalasina E, un metabolito fúngico derivado de Aspergillus que contiene epóxido , inhibe la angiogénesis y el crecimiento tumoral" (PDF) . Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics . 294 (2): 421– 427. doi : 10.1016/S0022-3565(24)39088-3 . PMID 10900214 . 
  6. ^ Goddette, DW; Frieden, C. (1987). "Polimerización de actina: el mecanismo de acción de la citocalasina D" (PDF) . Journal of Biological Chemistry . 261 (34): 15974– 15980. doi : 10.1016/S0021-9258(18)66662-1 . PMID 3023337 . 
  7. ^ a b Yahara, I.; Harada, F.; Sekita, S.; Yoshihira, K.; Natori, S. (1982). " Correlación entre los efectos de 24 citocalasinas diferentes sobre estructuras celulares y eventos celulares y aquellos sobre la actina in vitro" . Journal of Cell Biology . 92 (1): 69– 78. doi : 10.1083/jcb.92.1.69 . PMC 2112011. PMID 7199054 .  
  8. ^ May, JA; Ratan, H.; Glenn, JR; Lösche, W.; Spangenberg, P.; Heptinstall, S. (1998). "Los antagonistas de GPIIb-IIIa causan una rápida desagregación de plaquetas pretratadas con citocalasina D. Evidencia de que la estabilidad de los agregados plaquetarios depende del ensamblaje normal del citoesqueleto". Platelets . 9 ( 3– 4): 227– 232. doi : 10.1080/09537109876744 . PMID 16793707 . 
  9. ^ Lang, T.; Toller, W.; Gütl, M.; Mahla, E.; Metzler, H.; Rehak, P.; März, W.; Halwachs-Baumann, G. (2004). "Efectos diferentes de abciximab y citocalasina D sobre la resistencia del coágulo en la tromboelastografía" . Journal of Thrombosis and Haemostasis . 2 (1): 147– 153. doi : 10.1111/j.1538-7836.2004.00555.x . PMID 14717978 . 
  10. ^ Lang, T.; Johanning, K.; Metzler, H.; Piepenbrock, S.; Solomon, C.; Rahe-Meyer, N.; Tanaka, KA (2009). "Los efectos de los niveles de fibrinógeno en las variables tromboelastométricas en presencia de trombocitopenia" ( PDF) . Anesthesia and Analgesia . 108 (3): 751– 758. doi : 10.1213/ane.0b013e3181966675 . PMID 19224779. S2CID 11733489 .  
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