Значення білків пов'язаних з проміжними филаментами

• Для складання білків проміжних філаментів інші білки не потрібні

• До числа специфічних білків, асоційованих з проміжними филаментами, відносяться білки, що забезпечують міжклітинні контакти і контакти клітин з матриксом, а також білки матриксу термінально діфференцірущіхся кератиноцитів

• Білки, що утворюють тимчасові асоціати з мікротрубочками, включають сімейство плакінов, що представляє собою багатофункціональні цитоскелетних лінкери

Для полімеризації білків і утворення проміжних філаментів, принаймні in vitro, не потрібні інші білки. Деякі білки, наприклад кератину, мають тенденцію агрегувати латерально, утворюючи пучки, в той час як інші, наприклад виментин, існують в цитоплазмі у вигляді одиночних филаментов.

Однак для нормальної життєдіяльності клітини філаменти повинні взаємодіяти з іншими білками. Ці білки мають різні властивості, часто багатофункціональні, і лише в рідкісних випадках мають специфікою по відношенню до певного типу білків проміжних філаментів. Проміжні філаменти утворюють тимчасові асоціати з білками плакінамі і моторними білками микротрубочек.

Добре відомі специфічні і селективні взаємодії між Ламін і компонентами ядерної мембрани, між кератинами або десміном і білками міжклітинних контактів, а також між кератинами і молекулами матриксу при термінальній диференціювання ровке. В останньому випадку взаємодія має незворотний характер.

До числа найбільш поширених білків. взаємодіючих з білками проміжних філаментів, відносяться лінкерних білки цитоскелету, відомі під назвою плакіни. Ці білки, які також називаються цітолінкернимі білками або спектраплакінамі, утворюють велике сімейство великих багатофункціональних білків, які взаємодіють з проміжними филаментами, Актинові філаменти і мікротрубочками.

До числа представників цього сімейства відносяться плектін. десмоплакін. BPAG1 (ВР230), енвоплакін і періплакін. Більшість цих білків представлено множинними изоформами, які утворюються при альтернативному сплайсинг. Вони містять белоксвязивающіе домени для багатьох білків цитоскелету і поряд з білками проміжних філаментів здатні зв'язувати актинові філаменти і / або мікротрубочки. Більшість цих білків експресується в епідермісі, а також в інших тканинах.

Десмоплакіни є основними структурними компонентами десмосом кератиноцитів багатошарового ороговевающего епітелію, a BPAG1 і плектін локалізовані в полудесмосомами. Плектін утворює зв'язки між проміжними филаментами і мікротрубочками і сприяє формуванню в клітці різних систем цитоскелету. З білками сімейства плакінов також пов'язані різні захворювання, в основі яких лежить підвищена травмуванню тканин, наприклад м'язова дистрофія та утворення пухирів на шкірі, які викликані мутаціями в плектіне.

Ще одна група білків. утворюють тимчасові зв'язку з білками проміжних філаментів, представлена ​​моторними білками динеина і кінезин. Ці білки транспортують «вантажі» по микротрубочкам; такими «вантажами» можуть бути білки проміжних філаментів. Можна спостерігати рух частинок, що містять кератин, мічений зеленим флуоресцирующим білком (GFP). Цей рух відбувається вздовж мікротрубочок і Актинові філаментів.

Крім того, деякі білки, наприклад філагрін. в процесі термінальної диференціювання взаємодіють з кератіновимі филаментами, утворюючи в верхніх шарах епідермісу щільні еластичні комплекси, необхідні для формування основного захисного шару шкіри. Мутації в філагрін спричиняють сухості шкіри і виникнення екземи.

При утворенні спеціалізованих додаткових структур епітелію кератину взаємодіють з білками диференціювання, наприклад при утворенні волосяного стрижня, коли виникає асоціація між кератином тріхоціта і білками, які зв'язуються з кератином (англ. Keratin-associated proteins, КАР). КАР є невеликими білки, багаті або сірковмісних амінокислотами, або гліцином і тирозином. У цих білках міститься багато залишків цистеїну, і вони здатні ефективно утворювати зшивки з кератином, формуючи щільний матрикс волосся і нігтів, забезпечуючи загальну міцність тканин.

Значення білків пов'язаних з проміжними филаментами
Плакіни зв'язуються з проміжними филаментами і забезпечують їх взаємодію з Актинові філаменти і мікротрубочками.
На цій фотографії, отриманої за допомогою скануючого електронного мікроскопа, видно мікротрубочки і проміжні філаменти, які взаємодіють з великим плакіновим білком, плектіном.
Нижня фотографія є розфарбований варіант верхньої. Плектін був кон'югованих з частинками золота (показані жовтим кольором).