Proteína asociada aos microtúbulos

En bioloxía celular, as proteínas asociadas aos microtúbulos ou MAP son proteínas que interaccionan cos microtúbulos do citoesqueleto celular.

Función[editar | editar a fonte]

As MAP únense ás subunidades de tubulina que constitúen os microtúbulos e regulan a súa estabilidade. Identificouse unha gran variedade de MAP en tipos celulares moi diversos, onde levan a cabo unha ampla gama de funcións, como estabilizar e desestabilizar os microtúbulos, guiar os microtúbulos cara a localizacións celulares específicas, establecer enlaces cruzados entre microtúbulos e mediar nas interaccións dos microtúbulos con outras proteínas da célula. ^[1].

Dentro da célula as MAP únense directamente aos dímeros de tubulina dos microtúbulos. Esta unión pode ocorrer con cada unidade de tubulina polimerizada ou despolimerizada, e na maioría dos casos estabiliza a estrutura do microtúbulo, e facilita a polimerización. Xeralmente, interacciona coa tubulina o dominio C-terminal da MAP, mentres que o dominio N-terminal pode unirse a vesículas celulares, filamentos intermedios ou outros microtúbulos. A unión MAP-microtúbulo está regulada por medio da fosforilación da MAP. Isto realízase por medio da función da proteína quinase reguladora da afinidade ao microtúbulo (MARK). A fosforilación da MAP pola MARK causa que a MAP se desprenda do microtúbulo ao que estaba unida ^[2]. Este despegamento do microtúbulo normalmente está asociado coa desestabilización do mesmo, que fai que o microtúbulo se desfaga. Deste modo a estabilización de microtúbulos polas MAP está regulada na célula por fosforilación.

Tipos[editar | editar a fonte]

Identificáronse numerosas MAP, que se dividen en dous grandes tipos: Tipo I, no que se inclúen as proteínas MAP1, e tipo II, no que se clasifican as MAP2, MAP4 e tau (MAPT).

Tipo I: MAP1[editar | editar a fonte]

MAP1A e MAP1B, que constitúen a familia MAP1, únense aos microtúbulos de xeito diferente ao doutras MAP, utilizando interaccións con carga eléctrica ^[3]. Aínda que son os extremos C-terminais destas MAP os que se unen aos microtúbulos, os N-terminais únense a outras partes do citoesqueleto ou á membrana plasmática para controlar o espazado de microtúbulos na célula. Os membros da familia MAP1 encóntranse nos axóns e dendritas das neuronas ^[4].

Tipo II: MAP2, MAP4 e tau[editar | editar a fonte]

As MAP máis estudadas atopadas exclusivamente en células nerviosas son a MAP2 e a proteína tau (MAPT), as cales participan na determinación da estrutura de distintas partes da célula nerviosa. A MAP2 encóntrase principalmente en dendritas e a tau nos axóns. Estas proteínas teñen un dominio para a unión ao microtúbulo C-terminal conservado e dominios N-terminais variables que se proxectan cara a fóra e probablemente interaccionan con outras proteínas. A MAP2 e a tau estabilizan os microtúbulos, e así desprazan a cinética da reacción en favor da adición de novas subunidades, acelerando o crecemento do microtúbulo. Crese que tanto a MAP2 coma a tau estabilizan o microtúbulo ao unirse á superficie externa dos protofilamentos.^[5]^[6] Porén, un estudo suxeriu que a MAP2 e a proteína tau se unían á superficie interna do microtúbulo no mesmo sitio dos monómeros de tubulina no que o fai o fármaco Taxol, o cal se utiliza no tratamento do cancro,^[7] pero este único estudo non foi confirmado. A MAP2 únese de maneira cooperativa, de modo que se unen moitas MAP2 a un só microtúbulo para promover a súa estabilización. A tau ten a función adicional de facilitar a formación de feixes de microtúbulos na neurona.^[8]

A función de tau está ligada á condición neurolóxica da enfermidade de Alzheimer. No tecido nervioso dos pacientes de Alzheimer, a tau forma agregados anormais (nobelos neurofibrilares). Estes agregados de tau con frecuencia son fortemente modificados, principalmente por medio de hiperfosforilación. Como xa se explicou, a fosforilación das MAP causa que estas se descolen dos microtúbulos. Así, a hiperfosforilación da tau orixina un masivo desprendimento desta proteína do microtúbulo, o que reduce moito a estabilidade do microtúbulo na neurona.^[9] Este incremento da inestabilidade dos microtúbulos pode ser unha das causas principais dos síntomas da enfermidade de Alzheimer.

A diferenza das MAP descritas antes, a MAP4 non está restrinxida ás células nerviosas, senón que se pode atopar en case todo tipo de células. Igual que a MAP2 e a tau, a MAP4 é responsable da estabilización dos microtúbulos.^[10] A MAP4 foi tamén ligada ao proceso da división celular.^[11]

Outras MAP[editar | editar a fonte]

Ademais dos grupos clásicos de MAP, identificáronse novas MAP que se unen aos microtúbulos. Entre elas están a STOP (tamén chamada MAP6), e a enscosina (tamén chamada MAP7).

Ademais, identificáonse proteínas de rastreo do extremo máis (+) do microtúbulo, que se unen xusto no extremo dos microtúbulos en crecemento. Entre elas están: EB1, EB2, EB3, p150Glued, Dinamitina, Lis1, CLIP170, CLIP115, CLASP1, e CLASP2.

Outra MAP cuxa función se investigou durante a división celular é a chamada XMAP215 (o "X" significa Xenopus, o anfibio). A XMAP215 xeralmente foi ligada á estabilización dos microtúbulos. Durante a mitose a inestabilidade dinámica dos microtúbulos aumenta unhas dez veces. Isto débese en parte á fosforilación da XMAP215, que orixina catástrofes (rápida despolimerización dos microtúbulos) con maior probabilidade ^[12]. Neste sentido a fosforilación das MAP xoga tamén un papel na mitose.

Hai moitas outras proteínas que afectan ao comportamento dos microtúbulos, como a catastrofina, que desestabiliza os microtúbulos, a katanina, que os corta (como unha catana xaponesa), e varias proteínas motoras que transportan vesículas ao longo deles. Certas proteínas motoras foron inicialmente denominadas MAP, pero despois viuse que utilizaban a hidrólise do ATP para transportar o seu cargamento, polo que en xeral estas proteínas non se consideran MAP, porque non se unen directamente aos monómeros de tubulina, o que é unha característica definitoria das auténticas MAP ^[13]. As verdadeiras MAP únense directamente aos microtúbulos para estabilizalos ou desestabilizalos e unilos a outros compoñentes celulares incluíndo outros microtúbulos.