Dynactine

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

La dynactine (ou complexe activateur de la Dynéine) est une protéine multimérique localisée dans les cellules eucaryotes qui assiste au transport intracellulaire bidirectionnel en interagissant comme un adaptateur entre la dynéine et la kinésine-2 tout en les liant à l'organelle ou la vésicule à être transportée[1],[2]. Elle est aussi requise pour l'initiation du transport du cargo depuis l'axone distale[3].

Structure et mécanisme d'action[modifier | modifier le code]

La dynactine fait partie des protéines de la famille adenosine triphosphatase (ATPase). Elle consiste en plusieurs sous-unités dont le doublet p150Glued (encodé par le gène DCTN1) est la plus large et est essentielle pour la fonction de la protéine[1]. La structure de la dynactine est très conservée chez les vertébrés.

Il y a trois isoformes encodés par un seul gène p150Glued[4]. Le complexe de dynactine visualisé par microscopie électronique apparait comme étant un court filament de 37 nm en longueur, et ressemble à un F-actine plus mince, terminant en deux têtes globulaires[5].

Le complexe de la dynactine consiste en trois domaines structuraux majeurs: (1) avant bras-épaule: DCTN1, DCTN2/dynamitine, DCTN3/p22/p24; (2) la canne Arp1: Arp1/centractine, active, CapZ; et (3) le complexe terminal en pointe: Actr10/Arp11, DCTN4/p62, DCTN5/p25, et DCTN6/p27[6]. La dynactine interagit directement avec la dynéine par la liaison de la chaine intermédiaire de la dynéine avec le doublet p150Glued[7] DCTN2 (dynamitine) est aussi impliqué dans l'attachement des microtubules aux centrosomes et il peut avoir un rôle dans la formation des synapses pendant le développement du cerveau[8]. DCTN4 (p62) lie directement à la sous-unité Arp1 de la dynactine[9],[10].

Arp1 est le domaine de la liaison de la dynactine aux vésicules membranaires (Golgi ou endosome tardif) par son association avec la β-spectrine[11],[12],[13],[14]. Le complexe terminal en pointe (CEP) est impliqué dans la liaison sélective du cargo. Les sous-unités de CEP p62/DCTN4 et Arp11/Actr10 sont essentielles pour l'intégrité du complexe de dynactine et pour cibler la dynactine/dynéine vers l'enveloppe nucléaire avant la mitose[15],[16],[17]. p25/DCTN5 et p27/DCTN6 de la dynactine ne sont pas essentiels pour l'intégrité du complexe de dynactine, mais sont requis pour le transport des endosomes précoces et recyclés pendant l'interphase et la régulation des checkpoints lors de l'assemblage du fuseau mitotique lors de la mitose[17],[18],[19].

Fonctions[modifier | modifier le code]

La dynactine est souvent essentielle à l'activité de la dynéine [1],[20] et peut être considéré comme un récepteur pour la dynéine[7] en modulant la liaison de la dynéine sur les organelles d'une cellule qui sont transportées le long des microtubules[21],[22]. La dynactine améliore aussi la processivité de la dynéine cytoplasmique[23] et de la kinésie-2[24].

La dynactine est impliquée dans différentes réactions telles l'alignement chromosomique et l'organisation du fuseau mitotique[25] lors de la division cellulaire[26]. La dynactine contribue au focus aux pôles du fuseau mitotique par sa liaison à la protéine d'appariement nucléaire mitotique (NuMA)[27],[28]. La dynactine cible aussi les kinétochores en se liant entre la dynamitine/DCTN2 et zq10 et a un rôle dans l'inactivation du checkpoint du fuseau mitotique[29],[30].

Pendant la prométaphase, la dynactine aide aussi à cibler la polo-like kinase 1 (Plk1) aux kinétochores avec la cycline dépendante kinase 1 (Cdk1)-p27/DCTN6 phosphorylée, qui est impliquée dans l'attachement efficace des microtubules-kinétochores et au recrutement de la protéine Mad1 dans l'étape du checkpoint pour l'assemblage du fuseau mitotique[19]. Aussi, la dynactine joue un rôle essentiel au maintien de la position nucléaire chez la drosophile[31], chez le poisson zèbre[32] et chez différents champignons[33],[34]. La dynéine et la dynactine sont concentrées sur l'enveloppe nucléaire pendant la prophase et facilitent la destruction de l'enveloppe nucléaire via les sous-unités DCTN4/p62 et Arp11[17],[35].

La dynactine est aussi requise pour l'accrochage des microtubules aux centrosomes et elle est aussi importante à l'intégrité des centrosomes[36]. La déstabilisation de la dynactine centrosomale cause aussi une séparation des centrioles anormale et retarde l'entrée dans la phase S, suggérant que la dynactine contribue au recrutement de régulateurs de cycle cellulaire qui sont importants pour les centrosomes[37]. En plus du transport de différentes organelles dans le cytoplasme, la dynactine lie aussi la kinésine-2 aux organelles[2]. Elle permet aussi d'augmenter l'efficacité du flux du cargo dans les neurones en provenance des neurites distales à cause de son domaine CAP-Gly présent sur p150Glued de la dynactine. Cette fonction est distincte du rôle de la dynactine dans la promotion du transport bidirectionnel le long de l'axone[3]. Le domaine CAP-Gly est super important pour le bon fonctionnement neuronal puisque certaines mutations de ce dernier peuvent induire des maladies neurogénératives qui sont autosomales dominantes: le syndrome de Perry et la neuropathie moteur héréditaire [3]. Ces mutations affectent la fonction du domaine CAP-Gly.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. ↑ a b et c A . Schroer Trina, Annual Review of Cell and Developmental Biology, in Annual Review of Cell and Developmental Biology no 20, novembre 2004, p. 759–779. doi:10.1146/annurev.cellbio.20.012103.094623. PMID 15473859.
  2. ↑ a et b Sean W. Deacon, Anna S. Serpinskaya, Patricia S. Vaughan, Monica Lopez Fanarraga, Isabelle Vernos, Kevin T. Vaughan, Vladimir I. Gelfand, Dynactin is required for bidirectional organelle transport, in The Journal of Cell Biology no 160 (3), 2003, p. 297–301. doi:10.1083/jcb.200210066. PMC 2172679. PMID 12551954.
  3. ↑ a b et c (en) Armen J. Moughamian et Erika L.F. Holzbaur, « Dynactin Is Required for Transport Initiation from the Distal Axon », Neuron, no 74(12),‎ (lire en ligne)
  4. ↑ SR. Gill, TA. Schroer, I. Szilak, E.R. Steuer, M. P. Sheetz, D. W. Cleveland, Dynactin, a conserved, ubiquitously expressed component of an activator of vesicle motility mediated by cytoplasmic dynein, in The Journal of Cell Biology no 115 (6), 1991, p. 1639–1650. doi:10.1083/jcb.115.6.1639. PMC 2289205. PMID 1836789.
  5. ↑ D. A. Schafer, SR. Gill, JA. Cooper, JE. Heuser, TA. Schroer, Ultrastructural analysis of the dynactin complex: an actin-related protein is a component of a filament that resembles F-actin, in The Journal of Cell Biology no 126 (2), 1994, p. 403–412. doi:10.1083/jcb.126.2.403. PMC 2200042. PMID 7518465.
  6. ↑ DM. Eckley, SR. Gill, K. A. Melkonian, JB. Bingham, HV. Goodson, JE. Heuser, TA. Schroer, Analysis of Dynactin Subcomplexes Reveals a Novel Actin-Related Protein Associated with the Arp1 Minifilament Pointed End, in The Journal of Cell Biology no 147 (2), 1999, p. 307–320. doi:10.1083/jcb.147.2.307. PMC 2174220. PMID 10525537.
  7. ↑ a et b KT. Vaughan, RB. Vallee, Cytoplasmic dynein binds dynactin through a direct interaction between the intermediate chains and p150Glued, The Journal of Cell Biology no 131 (6 Pt 1), 1995, p. 1507–1516. doi:10.1083/jcb.131.6.1507. PMC 2120689. PMID 8522607.
  8. ↑ Y. Uetake, Y. Terada, J. Matuliene, R. Kuriyama, Interaction of Cep135 with a p50 dynactin subunit in mammalian centrosomes, in Cell Motil. Cytoskeleton no 58 (1), mai 2014, p. 53–66. doi:10.1002/cm.10175. PMID 14983524.
  9. ↑ S. Karki, MK. Tokito, EL. Holzbaur, A dynactin subunit with a highly conserved cysteine-rich motif interacts directly with Arp1, J. Biol. Chem no 275 (7), février 2001, p. 4834–4839. doi:10.1074/jbc.275.7.4834. PMID 10671518.
  10. ↑ JA. Garces, IB. Clark, DR. Meyer, RB. Vallee, Interaction of the p62 subunit of dynactin with Arp1 and the cortical actin cytoskeleton, in Curr. Biol. no 9 (24), 1999, p. 1497–500. doi:10.1016/S0960-9822(00)80122-0. PMID 10607597.
  11. ↑ EA. Holleran, MK. Tokito, S. Karki, EL. Holzbaur, Centractin (ARP1) associates with spectrin revealing a potential mechanism to link dynactin to intracellular organelles, in The Journal of Cell Biology no 135 (6 Pt 2), 1996, p. 1815–1829. doi:10.1083/jcb.135.6.1815. PMC 2133946. PMID 8991093.
  12. ↑ EA. Holleran, LA. Ligon, M. Tokito, MC. Stankewich, JS. Morrow, E. L. F. Holzbaur, βIII Spectrin Binds to the Arp1 Subunit of Dynactin, in The Journal of Biological Chemistry no 276 (39), 2001, p. 36598–36605. doi:10.1074/jbc.M104838200. PMID 11461920.
  13. ↑ V. Muresan, MC. Stankewich, W. Steffen, JS. Morrow, EL. Holzbaur, BJ. Schnapp, Dynactin-Dependent, Dynein-Driven Vesicle Transport in the Absence of Membrane Proteins, in Molecular Cell no 7 (1), 2001, p. 173–183. doi:10.1016/S1097-2765(01)00165-4. PMID 11172722.
  14. ↑ M. Johansson, N. Rocha, W. Zwart, I. Jordens, L. Janssen, C. Kuijl, VM. Olkkonen, J. Neefjes, Activation of endosomal dynein motors by stepwise assembly of Rab7–RILP–p150Glued, ORP1L, and the receptor βlll spectrin, in The Journal of Cell Biology no 176 (4), 2007, p. 459–71. doi:10.1083/jcb.200606077. PMC 2063981. PMID 17283181.
  15. ↑ D. Salina, K. Bodoor, DM. Eckley, TA. Schroer, JB. Rattner, B. Burke,, Cytoplasmic dynein as a facilitator of nuclear envelope breakdown, in Cell no 108 (1), 11 janvier 2002, p. 97–107. doi:10.1016/S0092-8674(01)00628-6. PMID 11792324.
  16. ↑ J. Zhang, L. Wang, L. Zhuang, L. Huo, S. Musa, S. Li, X. Xiang, Arp11 affects dynein-dynactin interaction and is essential for dynein function in Aspergillus nidulans, Traffic (Copenhague, Danemark) no 9 (7), juillet 2008, p. 1073–87. doi:10.1111/j.1600-0854.2008.00748.x. PMID 18410488.
  17. ↑ a b et c TY. Yeh, NJ. Quintyne, BR. Scipioni, DM. Eckley, TA. Schroer, Dynactin's pointed-end complex is a cargo-targeting module, in Molecular Biology of the Cell no 23 (19), octobre 2012, p. 3827–37. doi:10.1091/mbc.E12-07-0496. PMID 22918948.
  18. ↑ J. Zhang, X. Yao, L. Fischer, JF. Abenza, MA. Peñalva, X. Xiang, The p25 subunit of the dynactin complex is required for dynein-early endosome interaction, The Journal of Cell Biology no 193 (7), 27 juin 2011, p. 1245–1255. doi:10.1083/jcb.201011022. PMID 21708978.
  19. ↑ a et b TY. Yeh, AK. Kowalska, BR. Scipioni, FK. Cheong, M. Zheng, U. Derewenda, ZS. Derewenda, TA. Schroer, Dynactin helps target Polo-like kinase 1 to kinetochores via its left-handed beta-helical p27 subunit, The EMBO Journal no 32 (7), 3 avril 2013, p. 1023–1035. doi:10.1038/emboj.2013.30. PMID 23455152.
  20. ↑ TA. Schroer, MP. Sheetz, Two activators of microtubule-based vesicle transport, J Cell Biol. no 115 (5), 1991, p. 1309–1318. doi:10.1083/jcb.115.5.1309. PMC 2289226. PMID 1835460.
  21. ↑ C. M. Waterman-Storer, S. B. Karki, S. A. Kuznetsov, J. S. Tabb, D. G. Weiss, G. M. Langford, E. L. Holzbaur, The interaction between cytoplasmic dynein and dynactin is required for fast axonal transport, Proc. Natl. Acad. Sci. USA., no 94 (22), 1997, p. 12180–12185. doi:10.1073/pnas.94.22.12180. PMC 23743. PMID 9342383.
  22. ↑ M. McGrail, J. Gepner, A. Silvanovich, S. Ludmann, M. Serr, TS. Hays, Regulation of cytoplasmic dynein function in vivo by the Drosophila Glued complex, in J Cell Biol. no 131 (2), 1995, p. 411–425. doi:10.1083/jcb.131.2.411. PMC 2199972. PMID 7593168.
  23. ↑ SJ. King, TA. Schroer, Dynactin increases the processivity of the cytoplasmic dynein motor, Nature Cell Biology no 2 (1), 2000, p. 20–24. doi:10.1038/71338. PMID 10620802.
  24. ↑ MA. Berezuk, TA. Schroer, Dynactin Enhances the Processivity of Kinesin-2, in Traffic no 8 (2), 2007, p. 124–129. doi:10.1111/j.1600-0854.2006.00517.x. PMID 17181772.
  25. ↑ CJ. Echeverri, BM. Paschal, KT. Vaughan, RB. Vallee, Molecular characterization of the 50-kD subunit of dynactin reveals function for the complex in chromosome alignment and spindle organization during mitosis, in The Journal of Cell Biology no 132 (4), 1996, p. 617–633. doi:10.1083/jcb.132.4.617. PMC 2199864. PMID 8647893.
  26. ↑ Karki Sher, LF. Holzbaur Erika, Cytoplasmic dynein and dynactin in cell division and intracellular transport, in Current Opinion in Cell Biology no 11 (1), 1er février 1999, p. 45–53. doi:10.1016/S0955-0674(99)80006-4. PMID 10047518.
  27. ↑ T. Gaglio, A. Saredi, JB. Bingham, MJ. Hasbani, SR. Gill, TA. Schroer, DA. Compton, Opposing motor activities are required for the organization of the mammalian mitotic spindle pole, in J. Cell Biol. no 135 (2), 1996, p. 399–414. doi:10.1083/jcb.135.2.399. PMC 2121053. PMID 8896597.
  28. ↑ A. Merdes, R. Heald, K. Samejima, WC. Earnshaw, DW. Cleveland, Formation of Spindle Poles by Dynein/Dynactin-Dependent Transport of Numa, in J Cell Biol. no 149 (4), 2000, p. 851–862. doi:10.1083/jcb.149.4.851. PMC 2174573. PMID 10811826.
  29. ↑ BJ. Howell, BF. McEwen, JC. Canman, DB. Hoffman, EM. Farrar, CL. Rieder, ED. Salmon, Cytoplasmic dynein/dynactin drives kinetochore protein transport to the spindle poles and has a role in mitotic spindle checkpoint inactivation, in J Cell Biol. no 155 (7), 2001, p. 1159–1172. doi:10.1083/jcb.200105093. PMC 2199338. PMID 11756470.
  30. ↑ DA. Starr, BC. Williams, TS. Hays, ML. Goldberg, ZW10 Helps Recruit Dynactin and Dynein to the Kinetochore, in J Cell Biol. no 142 (3), 1998, p. 763–774. doi:10.1083/jcb.142.3.763. PMC 2148168. PMID 9700164.
  31. ↑ JL. Whited, A. Cassell, M. Brouillette, PA. Garrity, Dynactin is required to maintain nuclear position within postmitotic Drosophila photoreceptor neurons, in Development no 131 (19), octobre 2014, p. 4677–4686. doi:10.1242/dev.01366. PMC 2714772. PMID 15329347.
  32. ↑ M. Tsujikawa, Y. Omori, J. Biyanwila, J. Malicki, Mechanism of positioning the cell nucleus in vertebrate photoreceptors, in Proc Natl Acad Sci U S A. no 104, (37), 2007, p. 14819–14824. doi:10.1073/pnas.0700178104. PMC 1976238. PMID 17785424.
  33. ↑ X. Xiang, G. Han, DA. Winkelmann, W. Zuo, NR. Morris, Dynamics of cytoplasmic dynein in living cells and the effect of a mutation in the dynactin complex actin-related protein Arp1, in Curr Biol. no 10 (10), 2000, p. 603–606. doi:10.1016/S0960-9822(00)00488-7. PMID 10837229.
  34. ↑ KS. Bruno, JH. Tinsley, PF. Minke, M. Plamann, Genetic interactions among cytoplasmic dynein, dynactin, and nuclear distribution mutants of Neurospora crassa, in Proc Natl Acad Sci U S A. no 93 (10), 1996, p. 4775–4780. doi:10.1073/pnas.93.10.4775. PMC 39355. PMID 8643479.
  35. ↑ D. Salina, K. Bodoor, DM. Eckley, TA. Schroer, JB. Rattner, B. Burke, Cytoplasmic Dynein as a Facilitator of Nuclear Envelope Breakdown, in Cell no 108 (1), 2012, p. 97–107. doi:10.1016/S0092-8674(01)00628-6. PMID 11792324.
  36. ↑ NJ. Quintyne, SR. Gill, DM. Eckley, CL. Cregoa, DA. Comptonb, TA. Schroer, Dynactin Is Required for Microtubule Anchoring at Centrosomes, in The Journal of Cell Biology no 147 (2), 1999, p. 321–334. doi:10.1083/jcb.147.2.321. PMC 2174233. PMID 10525538.
  37. ↑ NJ. Quintyne, TA. Schroer, Distinct cell cycle–dependent roles for dynactin and dynein at centrosomes, in The Journal of Cell Biology no 159 (2), 2002, p. 245–254. doi:10.1083/jcb.200203089. PMC 2173046. PMID 12391026.


Ce document provient de « https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Dynactine&oldid=185087114 ».