Lipid Raft

5 Domini di membrana plasmatica coinvolti in SOCE

Lipid raft domains (LRD) che sono arricchiti in tali lipidi possono servire come piattaforme per il reclutamento e l’ancoraggio di complessi STIM1/channel nella periferia cellulare. Gli LRD sono domini lipidici della membrana plasmatica biochimicamente distinti che sono arricchiti in colesterolo, sfingolipidi, PIP2, PIP3 e componenti proteici chiave di segnalazione del calcio (ad esempio, Cav1, EGFRs, G-proteine, pompe PMCA, Homer e PKC). SOCE è stato proposto di verificarsi all’interno LRDs, come interruzione di questi domini attenua SOCE. La dipendenza della funzione del canale TRPC1 su LRD intatti è stata dimostrata in molti tipi di cellule, come le cellule HSG, i mioblasti scheletrici C2C12, i neutrofili polimorfonucleati, le cellule endoteliali e le piastrine umane (Ong & Ambudkar, 2012). Ulteriori prove per il coinvolgimento di LRD nell’assemblaggio di canali funzionali TRPC1 sono state fornite da dati che dimostrano un aumento del partizionamento di TRPC1 in zattere lipidiche dopo la stimolazione delle cellule e l’esaurimento del deposito di Ca2 + (Lockwich et al., 2000; Pani et al., 2008). Coerentemente con il suggerimento che STIM1 possa essere ancorato alla membrana plasmatica attraverso l’interazione con LRD, il partizionamento di STIM1 in LRD è aumentato durante l’attivazione di SOCE. Ancora più importante, la coimmunoprecipitazione di TRPC1 + STIM1 si ottiene nella LRD, ma non in frazioni non LRD. Quando questi domini sono interrotti, il partizionamento e la coimmunoprecipitazione di TRPC1 e STIM1, così come SOCE, sono attenuati. La coda polibasica di STIM1 contiene una sequenza di consenso che può potenzialmente mediare il suo legame con PIP2 nella membrana plasmatica (Liou, Fivaz, Inoue, & Meyer, 2007). Ciò è stato confermato in esperimenti che dimostrano che la delezione della coda polibasica provoca la perdita di SOCE e la formazione di STIM1 puncta nelle regioni giunzionali della membrana ER–plasma (PM). Le interazioni esatte tra STIM1 e proteine o lipidi della membrana plasmatica non sono state ancora risolte. Non è inoltre chiaro se altre proteine di scaffolding siano coinvolte nel targeting dei cluster STIM1 verso specifiche regioni della membrana plasmatica. È probabile che queste regioni abbiano caratteristiche biochimiche, strutturali e spaziali specifiche poiché i canali ionici e possibilmente altre proteine effettrici regolate da SOCE, come CaM e calcineurina, sono reclutati e regolati all’interno di questo dominio. Pertanto, la velocità e la specificità di questi processi devono essere rigorosamente controllate.

Cav1, una proteina colesterolo-legante che è localizzata dentro e organizza LRD, è stato proposto per essere compreso nella regolazione di SOCE via sia Orai1 che TRPC1 e per servire da impalcatura per il reclutamento di varie proteine in LRDs. Negli ovociti di Xenopus, Orai1 ricicla attivamente tra il compartimento endosomiale e la membrana plasmatica. Dopo la stimolazione cellulare, Orai1 è attivamente trafficato alla membrana plasmatica dai compartimenti endosomiali. Un sito putativo di legame Cav1 è presente nell’N-terminale di Orai1 e Cav1 ha dimostrato di svolgere un ruolo nell’endocitosi di Orai1 durante la meiosi (Yu, Sun, & Machaca, 2010). Mentre sono necessari ulteriori studi per definire il ruolo di LRD nella modulazione della funzione del canale Orai1, un certo numero di studi pubblicati ha dimostrato un ruolo per Cav1 nella regolazione di TRPC1 (Ong & Ambudkar, 2012; Pani & Singh, 2009). I canali TRPC hanno conservato i domini Cav1-binding situati all’interno di N – e C-termini. Il motivo di legame Cav1 N-terminale (aa 322 e 349 di TRPC) si lega al dominio dell’armatura in Cav1 (aa 82 e 101). TRPC1 coimmunoprecipita con Cav1 in HSG (Lockwich et al., 2000) e cellule endoteliali dell’arteria polmonare (Kwiatek et al., 2006). Inoltre, l’interazione N-TRPC1 / Cav1 serve a impalcare TRPC1 nella regione della membrana plasmatica e determina la sua successiva attivazione per esaurimento del deposito. È stato dimostrato un ruolo concertato per Cav1 e STIM1 nella regolazione di TRPC1. La modalità di regolazione suggerita per TRPC1 è che nelle cellule a riposo, è presente nel riciclaggio degli endosomi. Cav1 interagisce con e impalcature TRPC1 vescicole vicino alla membrana plasmatica. Questa impalcatura rappresenta probabilmente una breve ritenzione del canale in questa posizione. Da qui, ricicla nuovamente nel percorso di traffico o se viene avviato l’esaurimento del negozio, il canale viene reclutato nella membrana plasmatica, interagisce con STIM1 e viene attivato. Dopo ER-Ca2 + deposito deplezione, STIM1 trasloca alla periferia delle cellule, interagisce con e attiva Orai1, e Orai1-mediata Ca2 + afflusso spinge inserimento di TRPC1 nella membrana plasmatica. Dopo l’inserimento, STIM1 cancelli e attiva TRPC1. Il legame di STIM1 a TRPC1 induce anche la dissociazione del complesso TRPC1/Cav1 (Pani et al., 2009). I dati attuali suggeriscono che STIM1 / TRPC1 forma un complesso stabile che aiuta a mantenere attivi i canali TRPC1 nella membrana plasmatica. Il riempimento dei depositi ER-Ca2 + porta all’inattivazione del canale, a causa della dissociazione di STIM1 da TRPC1. A questo punto, TRPC1 può riassociarsi con Cav1 (Pani et al., 2009) o, in alternativa, può essere endocytosed tramite un percorso diverso. Sono necessari ulteriori studi per delineare ulteriormente le interazioni proteina–proteina coinvolte nel progresso di TRPC1 attraverso i diversi passaggi coinvolti nella sua attivazione (traffico, inserimento nella membrana plasmatica, scaffolding e attivazione da parte di STIM1). È interessante notare che Homer-1 è stato segnalato per legare il canale TRPC1 e facilitare il rapido rimontaggio del complesso TRPC1/Homer/IP3R, dopo il riempimento dei negozi ER-Ca2+ (Worley et al., 2007). Come esattamente Homer – 1, Cav1, STIM1 e IP3R regolano il traffico e la funzione di TRPC1 in una singola cella deve ancora essere chiarito. Un’altra ipotesi interessante che deve essere ulteriormente esaminata è la proposta che il reclutamento di complessi Orai / TRPC / STIM1 nell’LRD è richiesto per la regolazione dipendente dal deposito, ma che gli stessi complessi possono funzionare come canali gestiti dal recettore quando localizzati al di fuori delle zattere lipidiche (Liao et al., 2009). Così, parecchie proteine hanno la capacità di colpire criticamente le funzioni di TRPC. È necessario stabilire se questi sono onnipresenti in tutti i tipi di cellule o se TRPC1–SOCE è regolato in modo specifico per le cellule.