Mikrotubule pełnią ważne funkcje, począwszy od utrzymania morfologii komórki morfologii do transportu subkomórkowego, sygnalizacji komórkowej, migracji komórek i tworzenie polaryzacji komórek. Na poziomie organizmu mikrotubule mają kluczowe znaczenie dla różnych procesów biologicznych, takich jak dla różnych procesów biologicznych, takich jak wnikanie wirusów, stany zapalne, odporność, uczenie się i pamięć u ssaków. Mikrotubule podlegają różnym kowalencyjnym modyfikacjom. modyfikacjom. Jedną z takich modyfikacji jest acetylacja tubuliny, która jest związana ze stabilnymi mikrotubulami. ze stabilnymi mikrotubulami i zachowana od protistów do ludzi. W ciągu ostatnich trzech dekad ta odwracalna modyfikacja była szeroko badana. U ssaków, jej poziom jest regulowany głównie przez przeciwstawne działania acetylotransferazy α-tubuliny acetylotransferazy 1 (ATAT1) i deacetylazy histonowej 6 (HDAC6). Badania nad nokautem mysich enzymów dały nowy wgląd w biologiczne funkcje acetylacji acetylacji tubuliny. Nieprawidłowe poziomy tej modyfikacji są powiązane z zaburzeniami neurologicznymi, rakiem, chorobami serca i innymi stanami patologicznymi. patologicznymi, co ma istotne implikacje terapeutyczne. Niniejszy przegląd podsumowuje powiązane badania i stwierdza, że acetylacja tubuliny jest ważna dla regulacji architektury mikrotubul i utrzymania ich integralności. Wraz z detyrozylacją, glutamylacją i innymi modyfikacjami, acetylacja tubuliny acetylacja może tworzyć unikalny "język" regulujący strukturę i funkcję mikrotubul. funkcji. --- Enzymy z rodziny tubulinowych ligaz tyrozynowych (TTLL) potranslacyjnie modyfikują, a tym samym znakują mikrotubule przez glutamylację, generując specyficzne miejsca rozpoznawania dla białek oddziałujących z mikrotubulami. Garnham i wsp. donoszą pierwszą strukturę białka TTLL samodzielnie i w kompleksie z mikrotubulami, wyjaśniając mechanizm ich działania. --- W większości komórek eukariotycznych tubulina jest poddawana potranslacyjnej glutamylacji, konserwatywnej modyfikacji o niejasnej funkcji. Łańcuchy boczne glutamylu tworzą się jako odgałęzienia pierwotnej sekwencji kwasów glutaminowych w dwóch biochemicznie odrębnych etapach: inicjacji i wydłużania. Długość łańcucha bocznego glutamylowego łańcucha bocznego jest kontrolowana przestrzennie i specyficzna dla typu mikrotubuli. Tutaj, badamy znaczenie regulacji długości łańcucha bocznego glutamylu in vivo poprzez nadekspresję silnego enzymu wydłużającego łańcuch boczny, Ttll6Ap, w Tetrahymena. Nadekspresja Ttll6Ap spowodowała nadmierne wydłużenie łańcuchów bocznych glutamylu na tubuliny mikrotubul aksonalnych, korowych i cytoplazmatycznych. Co uderzające, w tej samej komórce tej samej komórce hiperelongacja łańcuchów bocznych glutamylu stabilizowała cytoplazmatyczne mikrotubule mikrotubule i destabilizowało mikrotubule aksonemalne. Nasze obserwacje sugerują że w komórkowych wynikach glutamylacji pośredniczą ograniczone przestrzennie interaktory tubuliny o zróżnicowanym charakterze. --- Glutamylacja, najbardziej rozpowszechniona potranslacyjna modyfikacja tubuliny, oznacza stabilne mikrotubule i reguluje rekrutację i aktywność białek oddziałujących z mikrotubulami. białek oddziałujących z mikrotubulami. Dziewięć enzymów z rodziny tubulinowych ligaz tyrozynowych (TTLL) katalizują glutamylację. TTLL7, najliczniejsza glutamylaza neuronalna, dodaje glutaminiany preferencyjnie do ogona β-tubuliny. W połączeniu z zespołem i biochemią pojedynczej cząsteczki, nasza hybrydowa mikroskopia rentgenowska i krioelektronowa struktury TTLL7 związanej z mikrotubulą określa trójdzielną strategię rozpoznawania mikrotubuli strategię rozpoznawania mikrotubul. Enzym wykorzystuje swój rdzeń do angażowania nieuporządkowanych anionowych ogony α- i β-tubuliny oraz elastyczną domenę kationową, aby związać mikrotubulę i pozycjonuje się do modyfikacji ogona β. Ponadto wykazać, że wszystkie jednołańcuchowe TTLL o znanej aktywności glutamylazy wykorzystują kationową domenę wiążącą mikrotubule, analogiczną do domeny TTLL7. Dlatego nasza praca praca ujawnia połączone wykorzystanie sfałdowanego i wewnętrznie nieuporządkowanego substratu elementów rozpoznawania jako molekularnej podstawy specyficzności wśród enzymów głównie odpowiedzialnych za chemiczne różnicowanie mikrotubul komórkowych.
Czy mikrotubule są znakowane przez glutamylację?
Tak, glutamylacja jest najbardziej rozpowszechnioną potranslacyjną modyfikacją tubuliny i oznacza stabilne mikrotubule.