Tratwa lipidowa

5 domen błonowych plazmatycznych zaangażowanych w SOCE

domeny tratwy lipidowej (Lrds), które są wzbogacone w takie lipidy, mogą służyć jako platformy do rekrutacji i zakotwiczania kompleksów STIM1/channel w obwodzie komórki. LRDs są biochemicznie odrębnymi domenami lipidowymi błon osoczowych, które są wzbogacone w cholesterol, sfingolipidy, PIP2, PIP3 i kluczowe składniki białka sygnalizującego wapń (np. Cav1, EGFRs, g-proteiny, pompy PMCA, Homer i PKC). Zaproponowano, że SOCE występuje w ramach LRDs, ponieważ zakłócenia tych domen osłabiają SOCE. Zależność funkcji kanału TRPC1 od nienaruszonych LRDs wykazano w wielu typach komórek, takich jak komórki HSG, mioblasty szkieletowe C2C12, polimorficzne neutrofile, komórki śródbłonka i ludzkie płytki krwi (ONG & Ambudkar, 2012). Dalsze dowody na udział LRD w montażu funkcjonalnych kanałów TRPC1 dostarczyły dane wykazujące wzrost podziału TRPC1 na tratwy lipidowe po stymulacji komórek i wyczerpaniu zapasów Ca2 + (Lockwich et al., 2000; Pani et al., 2008). Zgodnie z sugestią, że STIM1 może być zakotwiczony w błonie osocza poprzez interakcję z LRDs, podział STIM1 na LRD zwiększa się podczas aktywacji SOCE. Co ważniejsze, koimmunoprecypitacja TRPC1 + STIM1 jest osiągana w LRD, ale nie w frakcjach innych niż LRD. Kiedy te domeny są zakłócane, partycjonowanie i koimmunoprecypitacja TRPC1 i STIM1, jak również SOCE, są atenuowane. Polibasowy ogon STIM1 zawiera sekwencję konsensusową, która może potencjalnie pośredniczyć w jego wiązaniu z PIP2 w błonie osocza (Liou, Fivaz, Inoue, & Meyer, 2007). Zostało to potwierdzone w eksperymentach pokazujących, że delecja polibazowego ogona powoduje utratę SOCE, jak również tworzenie stim1 puncta w regionach złącza ER-błona plazmatyczna (PM). Dokładne interakcje pomiędzy STIM1 i białkami błon komórkowych osocza lub lipidami nie zostały jeszcze wyjaśnione. Nie jest również jasne, czy inne białka rusztowania są zaangażowane w kierowanie klastrów STIM1 do określonych obszarów błony plazmatycznej. Jest prawdopodobne, że te regiony mają specyficzne właściwości biochemiczne, strukturalne i przestrzenne, ponieważ kanały jonowe i ewentualnie inne białka efektorowe regulowane przez SOCE, takie jak CaM i kalcyneuryna, są rekrutowane i regulowane w tej domenie. Tak więc szybkość i specyficzność tych procesów muszą być ściśle kontrolowane.

Cav1, białko wiążące cholesterol, które jest zlokalizowane w obrębie i organizuje LRD, zostało zaproponowane, aby uczestniczyć w regulacji SOCE zarówno przez ORAI1, jak i TRPC1, i służyć jako rusztowanie do rekrutacji różnych białek do LRDs. W oocytach Xenopus orai1 aktywnie przenika między komorą endosomalną a błoną plazmatyczną. Po stymulacji komórek Orai1 jest aktywnie transportowany do błony plazmatycznej z przedziałów endosomalnych. Przypuszczalne miejsce wiązania Cav1 jest obecne w n-końcu Orai1, a wykazano, że Cav1 odgrywa rolę w endocytozie Orai1 podczas mejozy (YU, Sun, & Machaca, 2010). Podczas gdy dalsze badania są wymagane do zdefiniowania roli LRDs w modulowaniu funkcji kanału Orai1, wiele opublikowanych badań wykazało rolę Cav1 w regulacji TRPC1 (ONG & Ambudkar, 2012; Pani & Singh, 2009). Kanały TRPC mają zachowane domeny wiążące Cav1 znajdujące się w terminach N i C. N-końcowy motyw wiążący Cav1 (aa 322 i 349 trpc) wiąże się z domeną rusztowania w Cav1 (aa 82 i 101). Trpc1 coimmunoprecypitates z Cav1 w HSG (Lockwich et al., 2000) i komórek śródbłonka tętnicy płucnej (Kwiatek i wsp., 2006). Ponadto, interakcja N-TRPC1/Cav1 służy do rusztowania TRPC1 w obszarze błony plazmatycznej i określa jego późniejszą aktywację przez wyczerpanie zapasów. Wykazano wspólną rolę Cav1 i STIM1 w regulacji TRPC1. Sugerowany sposób regulacji TRPC1 polega na tym, że w komórkach spoczynkowych jest on obecny w endosomach recyrkulacyjnych. Cav1 oddziałuje i rusztuje pęcherzyki TRPC1 w pobliżu błony plazmatycznej. Rusztowanie to prawdopodobnie oznacza krótką retencję kanału w tym miejscu. Stąd albo wraca na ścieżkę przemytu, albo jeśli rozpoczyna się wyczerpywanie Zapasów, kanał zostaje zwerbowany do błony plazmatycznej, wchodzi w interakcję ze stymulatorem 1 i jest aktywowany. Po wyczerpaniu zapasów ER-Ca2 +, STIM1 translokuje się na obrzeża komórek, wchodzi w interakcje i aktywuje Orai1, a napływ Ca2 + za pośrednictwem Orai1 napędza wprowadzanie TRPC1 do błony plazmatycznej. Po włożeniu STIM1 bramkuje i aktywuje TRPC1. Wiązanie STIM1 z TRPC1 indukuje również dysocjację kompleksu TRPC1 / Cav1 (Pani et al., 2009). Obecne dane sugerują, że STIM1/TRPC1 tworzy stabilny kompleks, który pomaga utrzymać aktywne kanały TRPC1 w błonie plazmatycznej. Uzupełnianie zapasów ER-Ca2 + prowadzi do inaktywacji kanału, z powodu dysocjacji STIM1 z TRPC1. W tym momencie TRPC1 może ponownie połączyć się z Cav1 (Pani et al., 2009) lub, alternatywnie, może być endocytozowany inną drogą. Wymagane są dalsze badania w celu dalszego określenia interakcji białko-białko zaangażowanych w postęp TRPC1 poprzez różne etapy zaangażowane w jego aktywację (handel, wprowadzanie do błony plazmatycznej, rusztowanie i aktywacja przez STYMULATOR1). Co ciekawe, doniesiono, że Homer-1 wiąże kanał TRPC1 i ułatwia szybki ponowny montaż kompleksu TRPC1/Homer/IP3R, po uzupełnieniu zapasów ER-Ca2+ (Worley et al., 2007). Jak dokładnie Homer-1, Cav1, STIM1 i IP3R regulują handel i funkcję TRPC1 w pojedynczej komórce, nie zostało jeszcze wyjaśnione. Inną interesującą hipotezą, którą należy dalej zbadać, jest propozycja, że rekrutacja kompleksów Orai/TRPC/stim1 do lrds jest wymagana do regulacji zależnej od sklepu, ale te same kompleksy mogą funkcjonować jako kanały obsługiwane przez receptor, gdy zlokalizowane są poza Tratwami lipidowymi (Liao et al., 2009). Tak więc kilka białek ma zdolność krytycznego wpływania na funkcje TRPC. Należy ustalić, czy są one wszechobecne we wszystkich typach komórek, czy też TRPC1–SOCE jest regulowany w sposób specyficzny dla komórki.