Molecular basis and cellular functions of vinculin-actin directional catch bonding.
Molecular basis and cellular functions of vinculin-actin directional catch bonding.
复制标题
黏着斑蛋白-肌动蛋白定向捕捉键的分子基础与细胞功能。
DOI：
10.1038/s41467-023-43779-x
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发表时间：
2023-12-14
影响因子：
16.6
通讯作者：
Campbell, Sharon L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chirasani, Venkat R.;Khan, Mohammad Ashhar I.;Malavade, Juilee N.;Dokholyan, Nikolay V.;Hoffman, Brenton D.;Campbell, Sharon L.
细胞和组织对施加在不同方向上的机械力的不同响应的能力是由承重蛋白优先保持某些方向上的物理连接的能力介导的。然而，定向力敏结合的分子基础和生物学后果仍不清楚。纤维蛋白（Vcn）是一种承载连接蛋白，由于Vcn尾部结构域（Vt）和丝状（F）-肌动蛋白之间的相互作用，其表现出定向捕获键合。我们开发了一种计算方法来预测参与定向捕获键合的Vcn残基，并产生了一组相关的Vcn变体，这些变体具有不变的Vt结构、肌动蛋白结合或磷脂相互作用。合并的变体不影响VCN激活，但减少VCN加载和改变交换动力学，与定向捕获键合的损失一致。Vcn变体的表达扰乱了亚细胞结构和细胞迁移的协调，建立了Vcn定向捕获结合的关键细胞功能。本研究通过阐明机械强化的分子基础以及揭示其在亚细胞组织和细胞过程中的关键作用，深入了解了连接蛋白黏着斑蛋白的定向捕获键合。
The ability of cells and tissues to respond differentially to mechanical forces applied in distinct directions is mediated by the ability of load-bearing proteins to preferentially maintain physical linkages in certain directions. However, the molecular basis and biological consequences of directional force-sensitive binding remain unclear. Vinculin (Vcn) is a load-bearing linker protein that exhibits directional catch bonding due to interactions between the Vcn tail domain (Vt) and filamentous (F)-actin. We developed a computational approach to predict Vcn residues involved in directional catch bonding and produced a set of associated Vcn variants with unaltered Vt structure, actin binding, or phospholipid interactions. Incorporation of the variants did not affect Vcn activation but reduced Vcn loading and altered exchange dynamics, consistent with the loss of directional catch bonding. Expression of Vcn variants perturbed the coordination of subcellular structures and cell migration, establishing key cellular functions for Vcn directional catch bonding. This study provides insights into the directional catch bonding of the linker protein vinculin by elucidating the molecular basis of mechanical reinforcement as well as unveiling its key role in subcellular organization and cellular processes.
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影响因子：
3.7
作者：
Burridge K;Guilluy C
通讯作者：
Guilluy C
影响因子：
4.8
作者：
Cohen, DM;Chen, H;Craig, SW
通讯作者：
Craig, SW
DOI：
10.1098/rspb.1988.0038
发表时间：
1988-06-22
期刊：
PROCEEDINGS OF THE ROYAL SOCIETY SERIES B-BIOLOGICAL SCIENCES
影响因子：
--
作者：
DEMBO, M;TORNEY, DC;HAMMER, D
通讯作者：
HAMMER, D
DOI：
10.1126/science.1254211
发表时间：
2014-10-31
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Buckley CD;Tan J;Anderson KL;Hanein D;Volkmann N;Weis WI;Nelson WJ;Dunn AR
通讯作者：
Dunn AR
影响因子：
64.8
作者：
通讯作者：
--