Balsa Lipídica

5 Dominios de membrana plasmática Involucrados en SOCE

Los dominios balsa lipídica (LRD) que están enriquecidos en dichos lípidos pueden servir como plataformas para reclutar y anclar complejos STIM1/canal en la periferia celular. Los LRD son dominios lipídicos de membrana plasmática bioquímicamente distintos que están enriquecidos en colesterol, esfingolípidos, PIP2, PIP3 y componentes proteicos clave de señalización de calcio (por ejemplo, Cav1, EGFRs, proteínas G, bombas PMCA, Homer y PKC). Se ha propuesto que el SOCE ocurra dentro de los LRD, ya que la interrupción de estos dominios atenúa el SOCE. La dependencia de la función del canal TRPC1 de las SDL intactas se ha demostrado en muchos tipos de células, como las células HSG, los mioblastos esqueléticos C2C12, los neutrófilos polimorfonucleares, las células endoteliales y las plaquetas humanas (Ong & Ambudkar, 2012). Los datos que demuestran un aumento en la partición de TRPC1 en balsas lipídicas tras la estimulación de las células y el agotamiento de los depósitos de Ca2 + (Lockwich et al., 2000; Pani et al., 2008). De acuerdo con la sugerencia de que STIM1 puede estar anclado a la membrana plasmática a través de la interacción con los LRD, la partición de STIM1 en LRD aumenta durante la activación de SOCE. Lo que es más importante, la coinmunoprecipitación de TRPC1 + STIM1 se logra en las fracciones de LRD, pero no en fracciones no LRD. Cuando estos dominios se interrumpen, la partición y la coinmunoprecipitación de TRPC1 y STIM1, así como de SOCE, se atenúan. La cola polibásica de STIM1 contiene una secuencia de consenso que potencialmente puede mediar su unión a PIP2 en la membrana plasmática (Liou, Fivaz, Inoue, & Meyer, 2007). Esto se ha confirmado en experimentos que muestran que la eliminación de la cola polibásica resulta en la pérdida de SOCE, así como la formación de puntos STIM1 en las regiones de unión de la membrana plasmática RE (PM). Las interacciones exactas entre STIM1 y las proteínas o lípidos de la membrana plasmática aún no se han resuelto. Tampoco está claro si otras proteínas de andamiaje están involucradas en dirigir los grupos STIM1 a regiones específicas de la membrana plasmática. Es probable que estas regiones tengan características bioquímicas, estructurales y espaciales específicas, ya que los canales iónicos y posiblemente otras proteínas efectoras reguladas por el SOCE, como la CaM y la calcineurina, se reclutan y regulan dentro de este dominio. Por lo tanto, la velocidad y la especificidad de estos procesos deben controlarse estrictamente.

Se ha propuesto que Cav1, una proteína de unión al colesterol que se localiza dentro y organiza la LRD, participe en la regulación de la SOCE a través de Orai1 y TRPC1, y que sirva como andamio para el reclutamiento de varias proteínas en las LRD. En los ovocitos Xenopus, Orai1 se recicla activamente entre el compartimento endosomal y la membrana plasmática. Después de la estimulación celular, Orai1 se transporta activamente a la membrana plasmática desde los compartimentos endosómicos. Un sitio de unión a Cav1 putativo está presente en el extremo N de Orai1 y se ha demostrado que Cav1 desempeña un papel en la endocitosis de Orai1 durante la meiosis (Yu, Sun, & Machaca, 2010). Si bien se requieren más estudios para definir el papel de los LRD en la modulación de la función del canal Orai1, varios estudios publicados demostraron el papel de Cav1 en la regulación de TRPC1 (Ong & Ambudkar, 2012; Pani & Singh, 2009). Los canales TRPC han conservado dominios de enlace Cav1 ubicados dentro de los terminales N y C. El motivo de unión Cav1 de terminal N (aa 322 y 349 de TRPC) se une al dominio de andamios en Cav1 (aa 82 y 101). Coinmunoprecipitados TRPC1 con Cav1 en HSG (Lockwich et al., 2000) y células endoteliales de la arteria pulmonar (Kwiatek et al., 2006). Además, la interacción N-TRPC1/Cav1 sirve para andamiaje de TRPC1 en la región de la membrana plasmática y determina su activación posterior por agotamiento de la tienda. Se ha demostrado un papel concertado de Cav1 y STIM1 en la regulación del TRPC1. El modo de regulación sugerido para el TRPC1 es que en las células en reposo, está presente en los endosomas de reciclaje. Cav1 interactúa con las vesículas TRPC1 y las apoya cerca de la membrana plasmática. Este andamio probablemente representa una retención corta del canal en esta ubicación. A partir de aquí, se recicla de nuevo en la vía de tráfico o si se inicia el agotamiento de la tienda, el canal se recluta a la membrana plasmática, interactúa con STIM1 y se activa. Tras el agotamiento de la tienda de ER-Ca2+, STIM1 se trasloca a la periferia de las células, interactúa y activa Orai1, y la afluencia de Ca2 + mediada por Orai1 impulsa la inserción de TRPC1 en la membrana plasmática. Después de la inserción, STIM1 compuerta y activa TRPC1. La unión de STIM1 a TRPC1 también induce la disociación del complejo TRPC1/Cav1(Pani et al., 2009). Los datos actuales sugieren que STIM1 / TRPC1 forma un complejo estable que ayuda a retener los canales TRPC1 activos en la membrana plasmática. El llenado de los almacenes ER-Ca2 + conduce a la inactivación del canal, debido a la disociación de STIM1 de TRPC1. En este punto, el TRPC1 puede volver a asociarse con Cav1 (Pani et al., 2009) o, alternativamente, puede endocitosarse por una vía diferente. Se requieren más estudios para delinear aún más las interacciones proteína–proteína involucradas en el progreso de TRPC1 a través de los diferentes pasos involucrados en su activación (tráfico, inserción en la membrana plasmática, andamiaje y activación por STIM1). Curiosamente, se ha informado que Homer-1 se une al canal TRPC1 y facilita el reensamblaje rápido del complejo TRPC1/Homer/IP3R, después del llenado de los almacenes ER-Ca2+ (Worley et al., 2007). Todavía no se ha dilucidado cómo exactamente Homer-1, Cav1, STIM1 e IP3R regulan el tráfico y la función de TRPC1 en una sola célula. Otra hipótesis interesante que debe examinarse más a fondo es la propuesta de que el reclutamiento de complejos Orai/TRPC/STIM1 en los LRDs es necesario para la regulación dependiente de la tienda, pero que los mismos complejos pueden funcionar como canales operados por receptores cuando se localizan en balsas lipídicas externas (Liao et al., 2009). Por lo tanto, varias proteínas tienen la capacidad de afectar críticamente las funciones de TRPC. Es necesario establecer si estos son ubicuos en todos los tipos de células o si el TRPC1–SOCE está regulado de manera específica para cada célula.