Proteína asociada aos microtúbulos

En bioloxía celular, as proteínas asociadas aos microtúbulos ou MAP son proteínas que interaccionan cos microtúbulos do citoesqueleto celular. Función
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. .
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. 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
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
MAP1A e MAP1B, que constitúen a familia MAP1, únense aos microtúbulos de xeito diferente ao doutras MAP, utilizando interaccións con carga eléctrica. 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.
Tipo II: MAP2, MAP4 e tau
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. 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, 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.
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. 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. A MAP4 foi tamén ligada ao proceso da división celular.
Outras MAP
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. 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. As verdadeiras MAP únense directamente aos microtúbulos para estabilizalos ou desestabilizalos e unilos a outros compoñentes celulares incluíndo outros microtúbulos.