Alla famiglia della distrofine appartiene un’altra componente del DPC, la distrobrevina.
Le distrobrevine (DB) sono proteine citoplasmatiche che condividono un’elevata omologia di sequenza con la distrofina e con la quale direttamente interagiscono attraverso le loro reciproche regioni coiled-oil.
Vengono espresse nel muscolo scheletrico e in altri tessuti e sono codificate da due geni differenti, a e P, ciascuno dei quali genera trascritti multipli.
Nel muscolo sono espresse differenti isoforme di a-distrobrevina, mentre la (3-distrobrevina è considerata l’isoforma non muscolare).
Nel cervello, la R-distrobrevina è espressa a livello neuronale, mentre l’a-distrobrevina è espressa, mentre l’a-distrobrevina è prevalentemente localizzata a livello delle cellule gliali e della microvascolatura.
La loro funzione non è ancora stata chiarita ma potrebbe non esaurirsi a un ruolo puramente strutturale nel DPC: infatti, studi recenti hanno dimostrato che le distrobrevine sono in grado di interagire con diversi partner molecolari suggerendo l’ipotesi che possano costituire un’impalcatura molecolare (ovvero siano proteine scaffold) in grado di assemblare complessi funzionali multiproteici.
Fra le proteine in grado di interagie con le distrobrevine identificate tutt’oggi, particolare interessa ha suscitato una nuova proteina, la disbindina, principalmente espressa nel muscolo e nel cervello e in grado di interagire sia con la a-distrobrevina che con la (3-distrobrevina).
Nel muscolo la disbindina è presente al livello del sarcolemma dove co-localizza con l’a-distrobrevina.
Nel cervello, la disbindina è ampiamente distribuita a livello assonale con localizzazione pre-sinaptica.
La capacità della disbindina di interagire con la (3-distrobrevina suggerisce la possibilità che complessi DPC simili siano presenti anche a livello presinaptico, oltre che post-sinaptico).
L’importanza della disbindina nel cervello è avvalorata dal fatto che i livelli proteici di disbindina sono significativamente diminuiti nell’ippocampo di indivui affetti da schifrenia.
Sebbene la funzione della disbindina nel contesto del DPC non sia stata ancora chiarita, è noto invece che la disbindina nel contesto del DPC non sia stata ancora chiarita, è noto invece che la disbindina fa parte di un altro complesso proteico, BLOC-1 ( Biogenesis of lyosome-related organelles complex-1) coinvolto nel trafficking di proteine tra il compartimento endosomiale e quello lisosomale.
Coerentemente con questo dato, mutazioni nel gene della disbindina sono state associate a una malattia rara, la sindrome di Hermansky-Pudlak di tipo 7, una malattia genetica caratterizzata da albinismo oculocutaneo, emorragie e fibrosi polmonare, e causata da un traffico vescicolare difettoso dei lisosomi e di altri organelli.
L’identificazione di interazioni fra proteine può contribuire a far luce sui meccanismi funzionai in cui una proteina è coinvolta.
Nel laboratorio del CNMR, allo scopo di approfondire i meccanismi molecolari alla base del deficit cognitivo associato alla distrofia muscolare nei pazienti DMD, è stato condotto lo screening di una libreria di cDNA di cervello di topo con il sistema del doppio ibrido nel lievito, utilizzando come “esca” la (3-distrobrevina).
In questo modo sono stati identificati alcuni nuovi partner di interazione: in particolare, la catena pesante della chinesina neuronale, Kif3A, e la subunità regolatoria RIA della proteina chinasi cAmp-dipendente, PKA.
E’ stato ipotizzato che la distrobrevina, attraverso il legame con il motore molecolare chinesina, possa partecipare ai meccanismi di traffcking initracellulare, convogliando partner diversi al loro sito di destinazione all’interno della cellulare.
Non è però ancora stato chiarito come questa interazione possa essere regolata in modo da consentire il rilascio del cargo una volta giunto a destinazione.
I risultati finora ottenuti suggeriscono che l’affinità di legame della distrobrevina per la chinesina risenta dei cambiamenti conformazionali indotti dall’interazione con altre proteine o da modificazioni post-traduzionali, come la fosforilazione.
Poiché sia il sito di legame della chinesina che quello della PKA sono localizzati sulla regione N-terminale della distrobrevina, un’ipotesi è che meccanismi di fosforilazione mediati dalla stessa PKA possano intervenire a regolare l’affinità di legame della distrobrevina per la chinesina.
Per comprendere quale sia il ruolo funzionale delle distrobrevine, di particolare importanza si è rivelata la caratterizzazione del fenotipo di Knock-out, in cui l’espressione del gene a-DB, (3-DB o di entrambi è stata selettivamente soppressa).
I topi Knock-out per il gene dell’A-distrobrevina (topi a-DB) manifestano una forma di distrofia muscolare simile a quella dei topi mdx, che sono topi privi di distrofina, sebbene le fibre muscolari siano notevolmente meno compromesse e l’assemblaggio del DPC non sia compromesso.
Topi Knock-out per il gene della (3-distrobrevina) (topi 3-DB2) non mostrano differenze evidenti rispetto ai topi wild-type.
Tuttavia, sebbene la mancanza di (3-distrobrevina non sembri critica per la loro sopravvivenza, proteine associate alla 3-distrobrevina, come Dp71 e sintrofine, non sono correttamente assemblate nel fegato e nel rene.
I topi doppi Knock-out per a- e (3-Distrobrevina) mostrano difetti motori simili a quelli dei topi mdx che mancano di distrofina e, come questi ultimi, una significativa diminuzione nel numero e nelle dimensioni dei cluster di recettori GABAA in un sottogruppo di sinapsi inibitorie nelle cellule di Purkinje nel cervelletto.
Tanto la distrofina quanto l’a- e la (3-distrobrevina) sono quindi necessarie per la maturazione e il mantenimento di un gruppo di sinapsi inibitorie all’interno del cervelletto e per la corretta esecuzione di movimenti che dipendono dal cervelletto stesso e che ne riflettono l’intregrità.
Il dato è interessante perché suggerisce che il deficit motorio che i pazienti distrofici manifestano derivi non solo da anomalie muscolari, ma anche da meccanismi interni al sistema nervoso centrale.
|
