АНКИРИН

АНКИРИН
МЕМБРАНА И ЦИТОСКЕЛЕТ
ЭРИТРОЦИТОВ
Основными
интегральными
белками
цитоскелета
являются белок
полосы 3 и
гликофорины А, В
и С. Белок полосы
3 представляет
собой анионный
переносчик, а
функции
гликофоринов
неизвестны .
В электронном микроскопе цитоскелет выглядит как упорядоченная
сеть на внутренней стороне мембраны , белки цитоскелета являются
основными мембранными компонентами.По сути белковый каркас
состоит из спектрин-актинового комплекса, который связан с
плазматической мембраной благодаря взаимодействиям как с белком
полосы 3, так и с гликофорином; эти взаимодействия осуществляются
с помощью специальных белков — анкирина и белка полосы 4.1
Акт ин. Это глобулярный белок,
который существует в виде
линейных олигомеров.
содержаших по 12—18 молекул.
Они выгладят на электронных
микрофотографиях как короткие
стержни, к которым может быть
прикреплено ло шести
спектриновых тетрамеров
Анкирин. Это наиболее
охарактеризованный растворимый белок, обеспечивающий взаимодействия
между интегральными мембранными
белками и цитоскелетом. Он имеет
отдельные домены, ответственные за
независимое связывание со спектрином
и с цитоплазматическим доменом бели
полосы 3
Белок полосы 4.1. Он также относится к классу белков,
обеспечивающих связь цитоскелета с мембраной. Белок полосы 4.1
связывается со спектрином и актином , а также с гликофорином . Кроме
того, при определенных условиях он может связываться и с белком
полосы 3.
Гликофорин А. Это основной сиалосодержаший гликопротенн; в
отличие от белка полосы 3 он имеет относительно небольшой цитоплазматический домен и один трансмембранный сегмент.
Полагают, что этот белок связывается с белком полосы 4.1.
Другие его функции неизвестны.
Спектрин - периферический мембранный белок, нековалентно
связанный с цитоплазматической поверхностью липидного бислоя
мембраны. Это длинная, тонкая, гибкая фибрилла. Спектрин состоит из
α- и β-полипептидных цепей, имеющих доменное строение; α- и βцепи димера расположены антипараллельно, перекручены друг с
другом и нековалентно взаимодействуют во многих точках. Спектрин
может прикрепляться к мембране и с помощью белка анкирина.
Белок полосы 3. Это основной анионный переносчик в эритроцитах.
Цитоплазматический домен содержит на N-конце кислый участок, который
связывается с некоторыми гликолитическими ферментами, а также с
гемоглобином. Цитоплазматический домен не участвует в транспорте
анионов. Его сегмент, расположенный вблизи мембраны, связывается с
анкирнном и с белком полосы 4.2.
Анкирин. Строение
молекулы и общие сведения
Анкирин (от греческого
слова ankyr, что означает
"якорь") - периферический
мембранный белок,
связывающий примембранн
ый актин-спектриновй
цитоскелет с интегральными
мембранными белками.
Впервые он был обнаружен в
эритроцитах в результате
поисков участка
связывания спектрина с
мембраной.
Анкирин через белок полосы 3
соединяет спектрин-актиновый
комплекс с клеточной мембраной
В ранних работах анкирин называли также синдеином (от греческого
слова syndeo, что означает "связывать вместе"), однако это название не
прижилось и вскоре было забыто.
Примембранный актин-спектриновый цитоскелет
Обеспечивается взаимодействием интегральных белков мембраны с
анкирином, который связывается с участком, расположенным в средней
части молекулы спектрина. В этот тип взаимодействий вовлечен также
белок 4.2
Структура изоформ анкирина
Выделяют три группы
анкиринов, создаваемых при
помощи альтернативного
сплайсинга и кодируемых
соответственно тремя генами.
Первая группа - анкирины-R,
вторая - анкирины-B,
третья - анкирины-G.
У человека эти три группы
кодируются генами:
ANK1
ANK2
ANK3
ANK1, анкирин 1, или
эритроцитарный анкирин(на англ.
ankyrin-R) — адаптерный белок из
семейства анкиринов, типовой
представитель семейства,
кодируется геном человека ANK1.
Анкирин - это фосфопротеин с
молекулярной массой 210 кД,
который связывается как с
головным участком бетасубъединицы спектрина , так и
с цитоплазматическим
доменом белка полосы 3 .
Молекула анкирина состоит из трех
доменов:
N-концевого или
мембраносвязывающего ,
промежуточного или
спектринсвязывающего
 С-концевого регуляторного
N-концевой или мембраносвязывающий
домен.
N-концевой (мембраносвязывающий) домен анкирина R включает
аминокислотные остатки 1-827.
Мембраносвязывающий домен практически полностью сформирован из
24 тандемно расположенных повторов, названных анкириновыми
повторами, каждый из которых состоит из 33 аминокислотных
остатков.
Мембраносвязывающий домен обеспечивает связывание анкирина с
такими интегральными мембранными белками , как
белок полосы 3 , являющийся переносчиком анионов (НСО3/С1
анионо-обменник,),
потенциал-зависимые Na - каналы мозга и нервно-мышечных
синапсов,
Na,K – ATPаза; Н,К – АТРаза слизистой оболочки желудка
а также с некоторыми белками, не относящимися к интегральным
белкам мембраны, в частности, с протеинкиназой С и тубулином .
В общих чертах анкириновый повтор выглядит следующим образом: -XGly-X-Thr-Pro-Leu-His-X-Ala-Ala-X-X-Gly-His-X-X-X-Val/Ala-X-XLeu- Leu-X-X-Gly-Ala-X-X-Asn/Asp-X-X-X-X- .
Пятнадцать аминокислот в анкириновом повторе высококонсервативны, а
остальные варьируют в разных повторах и разных изоформах анкирина.
Каждый анкириновый повтор состоит из двух альфа-спиралей, между
которыми находится петля бета-шпильки.
С-Концевой (регуляторный) домен
Это сильно кислый домен, который чрезвычайно
чувствителен к действию протеаз. По этой причине он был
обнаружен лишь после того, как была определена
нуклеотидная последовательность кДНК, кодирующей
анкирин.
С-Концевой домен модулирует сродство к белкам
как спектринсвязывающего, так и
мембраносвязывающего доменов анкирина.
В составе С-концевого домена молекулы анкирина
имеется терминальный 20 кДа фрагмент, который
удаляется при протеолитическом действии кальпаина.
Присутствие этого фрагмента обусловливает некоторую
асимметрию в целом правильной молекулы анкирина.
С-Концевой фрагмент молекулы анкирина является
наиболее иммуногенной его частью.
Спектринсвязывающий (промежуточный)
домен
Спектринсвязывающий домен
молекулы анкирина R имеет
молекулярную массу 62 кДа
и включает аминокислотные
остатки 828-1382.
Он состоит
из трех
субдоменов:
N-концевой
субдомен (90
аминокислотных
остатков) обогащен
остатками пролина
и кислых
аминокислот
(рI=4,1).
Центральный
субдомен,
включающий
приблизительно
250 остатков,
содержит главным
образом основные
аминокислоты
(рI=10,2).
С-концевой
субдомен
(около200
аминокислотных
остатков) имеет
нейтральный
характер (рI=7,7).
Анкирин: взаимодействие со спектрином
Альфа-субъединица спектрина
содержит участки связывания
кальмодулина,
а бета-субъединица - акт ина и
анкирина.
И альфа-, и бета-субъединицы
спектрина содержат повторы ,
состоящие из 106 аминокислотных
остатков.
Участок связывания анкирина
находится в 15-м повторе бетасубъединицы спектрина.
Связывание анкирина со спектрином
обеспечивается в основном
N-концевой част ью
спект ринсвязывающего домена
молекулы анкирина.
Анкирин R и его изоформы
В эритроцитах человека анкирин
R всегда представлен
несколькими формами с
различными молекулярными
массами:
белок полосы 2,1 .
Молекулярная масса
этого белка равна 206
кДа (1880
аминокислотных
остатков).
белок полосы 2,2 186 кДа,
белок полосы 2,3 170 кДа
белок полосы 2,6 145 кДа
Однако при иммуноблоттинге с применением антител к анкирину R
выявляется еще до восьми дополнительных белковых полос,
соответствующих представленным в меньшем количестве анкиринам, с
молекулярными массами от 320 до 117 кДа или даже до 90 кДа.
Анкирин G и его изоформы
Молекула анкирина G состоит из двух частей: глобулярной,
обладающей мембраносвязывающей и спектринсвязывающей
активностью ( мембраносвязывающий и спектринсвязывающий
домены ), и длинной хвостовой ( регуляторной ) части.
Ген ANK3 кодирует несколько изоформ анкирина G, который
присутствует практически во всех тканях (G - generalized).
Кодируемый этим геном белок является основной формой анкирина
в эпителии , миоцитах , гепатоцитах , меланоцитах , мегакариоцитах ,
клетках Лейдига и аксонах нейронов
ANK G480
Анкирин G с молекулярной массой 480 кДа самая большая из известных изоформ анкирина
(поэтому G также означает giant).
Отличительной чертой 480 и 270 кДа форм
анкирина G является наличие уникального 46
кДа субдомена анкирина G , расположенного
между глобулярной и хвостовой частью
молекулы. Этот субдомен на 35% состоит из
остатков серина и треонина
Ank G190
Другая известная изоформа анкирина G, кодируемая геном ANK3,
содержит:
 в N-концевой части уникальную последовательность из 31-го




аминокислотного остатка,
мембраносвязывающий домен, содержащий 24 анкириновых
повтора ,
спектринсвязывающий домен
укороченный регуляторный домен.
нет обогащенной серином и треонином последовательности.
Анкирин G190 экспрессируется в почках и легких.
Ank G119
Продуктом гена ANK3 является также 119 кДа анкирин, ассоциированный
с комплексом Гольджи, который экспрессируется преимущественно в
эпителиальных тканях и мышцах.
Ank G119 взаимодействует с другой изоформой спектрина ( бета - сигмаспектрином ) и с мембранами аппарата Гольджи.
Благодаря этому образуются тубуловезикулы, в которые включаются
специфические мембранные белки, перемещаемые из
эндоплазматического ретикулума в аппарат Гольджи.
Список литературы:
http://www.tryphonov.ru/tryphonov2/terms2/er
ythr.htm
http://humbio.ru
http://www.biochemistry.ru/biohimija_severina/
B5873Part103-657.html
http://ru.wikipedia.org/wiki/ANK1