Actividad de la luz sobre la activación de la quinasa locales
John D Scott1 * y Alexandra C Newton2
Afiliaciones de los autores
1 Instituto Médico Howard Hughes, Departamento de Farmacología de la Universidad de Washington Escuela de Medicina, 1959 Pacific Ave.. NE, Seattle, WA 98195 EE.UU.
2 Departamento de Farmacología de la Universidad de California en San Diego, 9500 Gilman Drive, La Jolla, CA 92093, EE.UU.
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BMC Biology 2012, 10:61 doi: 10.1186/1741-7007-10-61
Resumen
La fosforilación es el idioma predominante de la señalización celular. Y, como con cualquier lenguaje común, una gran cantidad de dialectos se ha desarrollado para transmitir información compleja. Se discute aquí cómo biosensores se utilizan para decodificar este lenguaje, ofreciendo una visión sin precedentes de patrones espacio-temporales de los eventos de fosforilación de proteínas en la célula.
Opinión
Quinasas proteína intracelular transmiten información que se origina a partir de productos químicos diversos y señales recibidas iónicos en la superficie celular, fosforilar sus sustratos para obtener una variedad de respuestas. Un grupo relativamente pequeño de las moléculas de segundos mensajeros, y las quinasas que se activan, la función en una plétora de diferentes vías de señalización, lo que plantea la cuestión de cómo la especificidad de la señal original no se pierde en la transmisión. Una respuesta a esto parece ser el encaminamiento de señales con fidelidad espacial y temporal de control apretado, a través de complejos de señalización reunidos en andamios proteínas. Como se ilustra en este artículo, las percepciones directas en los patrones locales de activación de la quinasa han sido posibles por el desarrollo ingenioso de los periodistas genéticamente codificados actividad quinasa. Estos biosensores traducir el lenguaje de señalización celular, ya que se produce en tiempo real, en ráfagas observables de la luz.
Cómo la luz puede informar sobre un evento de señalización
La naturaleza tiene una gran cantidad de proteínas fluorescentes que absorben y emiten luz [1]. Dado que estas proteínas fluorescentes, cromóforos, o tienen excitación única / propiedades de emisión, cada uno puede ser independientemente detectado. Además, se puede combinar de tal manera que, cuando se pone en estrecha proximidad, es posible detectar la transferencia de energía entre ellos si el espectro de emisión de un - el donante - se superpone con el espectro de absorción de la otra - el aceptador. La lógica elegante, pero simple detrás de los biosensores 'es el diseño de una proteína activada por la luz de forma que responda a un parámetro bioquímico alterado - ya se trate de la fosforilación, la síntesis del segundo mensajero o la contratación de un socio obligatorio - con cambios detectables en el espectro de la luz emitida . Además, otros elementos del biosensor están diseñados de modo que un cambio en el parámetro de interés biológico induce un cambio intramolecular, y por lo tanto altera la resonancia de fluorescencia de transferencia de energía (FRET) desde el donante al cromóforo aceptor (Figura 1). Un común donante-aceptor par comprende variantes monoméricas de cian proteína de fluorescencia (por ejemplo, cerúleo (PPC); excitación / emisión de 433/475 nm) y la proteína amarilla fluorescente (por ejemplo, mCitrine (YFP); excitación / emisión de 516/529 nm ) que la transferencia de energía cuando son menos de 10 nm de distancia. Por lo tanto, los cambios en la relación de la PPC a la emisión de YFP biosensores expresadas en las células vivas informar sobre una actividad biológica. FRET sensores pueden informar sobre la fosforilación por quinasas específicas, y en este artículo que deberá centrarse principalmente en los destinados a monitorear la actividad del segundo mensajero serina respuesta / treonina cinasas A, B, C y D, tal como funcionan en una variedad de importancia biológica las vías de señalización. FRET sensores también son ideales para medir la dinámica de AMPc, Ca2 + y las respuestas de los lípidos de segundo mensajero. En consecuencia, esta tecnología ofrece una manera relativamente no invasiva para monitorizar la acción de las señales químicas difusibles o eventos fosforilación de la proteína en tiempo real.
Ver más en :
La versión electrónica de este artículo es el que completa y se puede encontrar en línea en: http://www.biomedcentral.com/1741-7007/10/61
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