Gelsolina

La gelsolina es una proteína de unión a la actina que regula de forma clave el ensamblaje y desensamblaje de los filamentos de actina. La gelsolina es uno de los miembros más potentes de la superfamilia gelsolina/ vilina , que fragmenta la actina , ya que lo hace con una eficiencia cercana al 100 %. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

La gelsolina celular, que se encuentra en el citosol y las mitocondrias , ^{[ 6 ]} tiene una forma secretada muy relacionada, la gelsolina plasmática , que contiene una extensión N-terminal adicional de 24 aminoácidos. ^{[ 7 ] [ 8 ]} La capacidad de la gelsolina plasmática para cortar filamentos de actina ayuda al cuerpo a recuperarse de enfermedades y lesiones que provocan la fuga de actina celular a la sangre. Además, desempeña funciones importantes en la inmunidad innata del huésped , activando macrófagos y localizando la inflamación .

La gelsolina es una proteína de 82 kD con seis subdominios homólogos, denominados S1-S6. Cada subdominio está compuesto por una lámina β de cinco hebras , flanqueada por dos hélices α , una perpendicular a las hebras y otra paralela. Las láminas β de los tres subdominios N-terminales (S1-S3) se unen para formar una lámina β extendida, al igual que las láminas β de los subdominios C-terminales (S4-S6). ^{[ 9 ]}

Entre las proteínas reguladoras de la actina que se unen a lípidos , la gelsolina (al igual que la cofilina ) se une preferentemente al polifosfoinosítido (PPI). ^{[ 10 ]} Las secuencias de unión en la gelsolina se asemejan mucho a los motivos de las otras proteínas que se unen al PPI. ^{[ 10 ]}

La actividad de la gelsolina es estimulada por iones de calcio (Ca²⁺ ⁾ . ^{[ 5 ]} Aunque la proteína conserva su integridad estructural general tanto en estado activado como desactivado, la cola helicoidal S6 se mueve como un pestillo dependiendo de la concentración de iones de calcio. ^{[ 11 ]} El extremo C-terminal detecta la concentración de calcio dentro de la célula. Cuando no hay Ca²⁺ ^presente , la cola de S6 protege los sitios de unión a la actina en una de las hélices de S2. ^{[ 9 ]} Sin embargo, cuando un ion de calcio se une a la cola de S6, esta se endereza, exponiendo los sitios de unión a la actina de S2. ^{[ 11 ]} El extremo N-terminal está directamente involucrado en la escisión de la actina. S2 y S3 se unen a la actina antes de que la unión de S1 escinda los enlaces actina-actina y bloquee el extremo barbado. ^{[ 10 ]}

La gelsolina puede ser inhibida por un aumento local en la concentración de fosfatidilinositol (4,5)-bisfosfato (PIP₂ ₎ , un PPI. Este es un proceso de dos pasos. Primero, el PIP₂ _se une a S2 y S3, inhibiendo la unión de la gelsolina al lado de la actina. Luego, el PIP₂ _se une a S1 de la gelsolina, impidiendo que esta fragmente la actina, aunque el PIP₂ _no se une directamente al sitio de unión a la actina de la gelsolina. ^{[ 10 ]}

La acción de la gelsolina sobre la actina, a diferencia de la acción de la katanina sobre los microtúbulos , no requiere ningún aporte de energía adicional.

Como importante regulador de la actina, la gelsolina desempeña un papel en la formación de podosomas (junto con Arp3, cortactina y las GTPasas Rho). ^{[ 12 ]}

La gelsolina también inhibe la apoptosis al estabilizar las mitocondrias . ^{[ 6 ]} Antes de la muerte celular, las mitocondrias normalmente pierden el potencial de membrana y se vuelven más permeables. La gelsolina puede impedir la liberación del citocromo C , obstruyendo la amplificación de la señal que habría conducido a la apoptosis. ^{[ 13 ]}

La actina puede entrecruzarse para formar un gel mediante proteínas de entrecruzamiento de actina. La gelsolina puede convertir este gel en un sol , de ahí su nombre.

Las investigaciones en ratones sugieren que la gelsolina, al igual que otras proteínas que fragmentan la actina, no se expresa en un grado significativo hasta después de la etapa embrionaria temprana , aproximadamente a las 2 semanas en embriones murinos . ^{[ 14 ]} Sin embargo, en especímenes adultos, la gelsolina es particularmente importante en células móviles, como las plaquetas sanguíneas. Los ratones con genes nulos que codifican la gelsolina experimentan un desarrollo embrionario normal , pero la deformación de sus plaquetas sanguíneas redujo su motilidad, lo que resultó en una respuesta más lenta a la cicatrización de heridas. ^{[ 14 ]}

También se ha demostrado que una insuficiencia de gelsolina en ratones provoca un aumento de la permeabilidad de la barrera vascular pulmonar, lo que sugiere que la gelsolina es importante en la respuesta a la lesión pulmonar. ^{[ 15 ]}

Las comparaciones de secuencias indican una relación evolutiva entre gelsolina, vilina , fragmina y severina . ^{[ 17 ]} Seis grandes segmentos repetitivos se encuentran en gelsolina y vilina, y 3 segmentos similares en severina y fragmina. Las repeticiones múltiples están relacionadas en estructura (pero apenas en secuencia) con el dominio ADF-H , formando una superfamilia ( InterPro : IPR029006 ). La familia parece haber evolucionado a partir de una secuencia ancestral de 120 a 130 residuos de aminoácidos . ^{[ 17 ] [ 4 ]} 

Las arqueas Asgard codifican muchas gelsolinas funcionales. ^{[ 18 ]}

La gelsolina es una proteína citoplasmática , regulada por calcio y moduladora de la actina, que se une a los extremos barbados de los filamentos de actina , impidiendo el intercambio de monómeros (bloqueo o taponamiento de los extremos). ^{[ 19 ]} Puede promover la nucleación (el ensamblaje de monómeros en filamentos), así como cortar filamentos existentes . Además, esta proteína se une con alta afinidad a la fibronectina . La gelsolina plasmática y la gelsolina citoplasmática derivan de un único gen mediante sitios de iniciación alternativos y empalme diferencial . ^{[ 7 ]}

Se ha demostrado que la gelsolina interactúa con:

• Proteína precursora amiloide , ^{[ 20 ]}
• Receptor de andrógenos , ^{[ 21 ]}
• PTK2B , ^{[ 22 ]} y
• VDAC1 . ^{[ 13 ]}

• Gelsolina plasmática
• Cortactina
• Villano
• Supervillano
• amiloidosis de tipo finlandés

• Gelsolina en los Encabezamientos de Materias Médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.

• http://www.bioaegistherapeutics.com