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Vimentina

Vimentina (52-58 kDa) é uma proteína da família dos filamentos intermediários. Filamentos intermediários são uma característica estrutural importante de células eucarióticas. Eles compõem o citoesqueleto, juntamente com microtúbulos e microfilamentos de actina. Embora a maioria dos filamentos intermediários sejam estruturas estáveis, nos fibroblastos, a vimentina existe como uma estrutura dinâmica. Esse filamento é usado como marcador para tecidos derivados do mesoderma e, como tal, pode ser usada como um marcador imuno-histoquímico para sarcomas.

Vimentina
Vimentina
Indicadores
Símbolo VIM
HUGO 12692
Entrez 7431
OMIM 193060
RefSeq NM_003380
UniProt Q9NTM3
Outros dados
Locus Cr. 10 p13

A vimentina foi caracterizada como o principal filamento intermediário em fibroblastos de embrião de galinha. A extração, em presença de detergente iônico, permitiu a obtenção de um polipeptídeo de 52-58 kDa.[1] A maior parte das células de origem mesenquimal ou não mesenquimal, e, também, células mantidas em cultura possuem filamentos de vimentina, que podem ser diferenciados imuno e bioquimicamente das outras classes de filamentos intermediários.[2] Os anticorpos anti vimentina apresentam reação cruzada com células de mamíferos, aves e anfíbios, indicando que esta proteína foi bem conservada com a evolução. Entretanto, a vimentina de mamíferos e aves mostra algumas diferenças e podem ser produzidos anticorpos que não apresentem reações cruzadas.[1]

Alguns trabalhos mostraram que a vimentina e a desmina coexistem juntas, durante toda a miogênese, e enquanto a vimentina predomina em estágios iniciais a desmina passa a predominar em estádios mais tardios. Em algumas fases, a distribuição de vimentina e desmina é indistinguível, o que sugere que suas subunidades são capazes de formar copolímeros para originar um filamento. A variação dos níveis de vimentina e desmina no músculo adulto é uma importante característica que se relaciona com a capacidade funcional dos mesmos. Desta forma, os músculos esqueléticos dos mamíferos mostram, principalmente, a desmina como filamento intermediário, enquanto a vimentina é encontrada em pequenas quantidades ou está ausente.[3]

Estrutura

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Estrutura da vimentina.

Um monômero de vimentina, assim como todos os outros filamentos intermediários, tem um domínio central em α-hélice, coberto em cada terminação por domínios não-helicoidais amino (head) e carboxi (tail).[4] Dois monômeros se retorcem um sobre o outro para formar um dímero em espiral (coiled coil ou superhélice). Dois dímeros formam um tetrâmero, o que, por sua vez, forma uma folha-beta pela interação com outros tetrâmeros.

As sequências da α-hélice contém um padrão de aminoácidos hidrofóbicos que contribuem para formar um "selo hidrofóbico" na superfície da hélice.[4] Esse selo permite que as duas hélices se juntem e espiralizem. Além disso, há uma distribuição periódica de aminoácidos ácidos e básicos que parecem desempenhar um importante papel na estabilização de superhélices diméricas.[4]

O espaçamento dos resíduos carregados é ideal para pontes salinas (salt bridges) iônicas, o que permite a estabilização da estrutura da α-hélice. Enquanto esse tipo de estabilização é intuitiva para as interações intra-cadeia, nas interações inter-cadeias, os cientistas têm proposto que talvez a mudança das pontes salinas formadas por resíduos ácidos e básicos para associações iônicas inter-cadeias contribuam para a formação do filamento.[4]

Função

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O alto grau de insolubilidade da vimentina sugere a sua função estrutural no citoplasma, como forma de suporte e ancoragem da posição das organelas no citosol. A vimentina está ligada ao núcleo celular, retículo endoplasmático e mitocondria, lateralmente ou terminalmente.[5] Algumas evidências bioquímicas e morfológicas indicam que os filamentos de vimentina estão associados à membrana nuclear e plasmática, mantendo a posição do núcleo e do fuso mitótico, durante a vida da célula. Durante a mitose, a vimentina sofre fosforilação do seu domínio amino terminal e se dispersa em agregados, contendo formas filamentosas.[6] A natureza dinâmica da vimentina é importante para oferecer flexibilidade à célula. Cientistas descobriram que a vimentina provê células com a resiliência ausente nas redes de filamentos de microtúbulos ou actina quando sob estresse mecânico in vivo. Portanto, em geral, é aceito que a vimentina é um componente do citoesqueleto responsável por manter a integridade celular (células sem vimentina são extremamente delicadas quando estimuladas com micropunção).[7]

Resultados de um estudo envolvendo ratos transgênicos sem vimentina[7] mostraram que os ratos eram funcionalmente normais. Enquanto o desfecho possa parecer surpreendente, é possível que a rede de microtúbulos possa ter compensado a ausência da rede intermediária. Isso fortalece a sugestão de interações íntimas entre microtúbulos e vimentina. Além disso, quando despolimerizadores de microtúbulos estavam presentes, reorganização da vimentina ocorreu, mais uma vez indicando a relação entre os dois sistemas.[7]

Vimentin Images oferece uma galeria de imagens nas quais vimentina e outras estruturas do citoesqueleto são mostradas. Essas imagens permitem a visualização das interações entre vimentina e outros componentes do citoesqueleto.

Em essência, vimentina é responsável pela manutenção da forma celular, integridade do citoplasma e estabilização das interações do citoesqueleto. Descobriu-se também que vimentina controla o transporte de colesterol derivado de LDL (low-density lipoprotein) do lisossomo para o local de esterificação.[8] Com o bloqueio do transporte de colesterol derivado do LDL dentro da célula, as células passam a armazenas uma porcentagem muito menor de lipoproteína do que células normais com vimentina. Essa dependência parece ser o primeiro processo da uma função biológica em qualquer célula que depende de uma rede celular de filamentos intermediários. Esse tipo de dependência tem ramificações em células adrenais, as quais dependem de ésteres de colesterol derivados de LDL.[8]

Em 1991, SHOESMAN et al,[9] sugeriram que este filamento possa servir como substrato para o HIV e estar relacionado com a infecção viral.

Significância clínica

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A vimentina tem sido utilizada como marcador imuno-histoquímico para identificar tecidos derivados do mesênquima, os sarcomas.[10][11]

Interações

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Tem-se demonstrado interações da vimentina com UPP1,[12] MYST2,[13][14] desmoplaquina,[15] plectina,[16][17] SPTAN1,[17] MEN1,[18] Proteína kinase N1[19] e YWHAZ.[20]


Referências

  1. ↑ a b MACHADO GF & FIGUEIREDO F. (1996). «Revisão: filamentos intermediários». Medicina, Ribeirão Preto. 29. pp. 104–13 
  2. ↑ Franke, W. W.; Schmid, E.; Osborn, M.; Weber, K. (outubro de 1978). «Different intermediate-sized filaments distinguished by immunofluorescence microscopy». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 75 (10): 5034–5038. ISSN 0027-8424. PMID 368806 
  3. ↑ Lazarides, E. (1982). «Intermediate filaments: a chemically heterogeneous, developmentally regulated class of proteins». Annual Review of Biochemistry. 51: 219–250. ISSN 0066-4154. PMID 6180679. doi:10.1146/annurev.bi.51.070182.001251 
  4. ↑ a b c d Fuchs E., Weber K. (1994). «Intermediate filaments: structure, dynamics, function, and disease». Annu Rev Biochem. 63. pp. 345–82. PMID 7979242. doi:10.1146/annurev.bi.63.070194.002021 
  5. ↑ Katsumoto T., Mitsushima A., Kurimura T. (1990). «The role of the vimentin intermediate filaments in rat 3Y1 cells elucidated by immunoelectron microscopy and computer-graphic reconstruction». Biol Cell. 68 (2). pp. 139–46. PMID 2192768. doi:10.1016/0248-4900(90)90299-I 
  6. ↑ CHOU YH; ROSENVAR E; GOLDMAN RD. (1989). «Phosphorylations and disassembly of intermediate filaments in mitotic cells». Proc Natl Acad Sci USA. 86. pp. 1885–89 
  7. ↑ a b c Goldman R. D., Khuon S., Chou Y., Opal P., Steinert P. (1996). «The function of intermediate filaments in cell shape and cytoskeletal integrity». J Cell Biol. 134 (4). pp. 971–83. PMID 8769421. doi:10.1083/jcb.134.4.971 
  8. ↑ a b Sarria A. J., Panini S. R., Evans R. M. (1992). «A functional role for vimentin intermediate filaments in the metabolism of lipoprotein-derived cholesterol in human SW-13 cells». J Biol Chem. 267 (27). pp. 19455–63. PMID 1527066 
  9. ↑ SSHOESMAN RL; et al. (1991). «Effect of human immunodeficiency virus type-1 protease on the intermediate filament subunit protein vimentin: cleavage in vitro assembly and altered distribuition of filaments in vivo following microinjection of protease». Acta Histochem (Suppl). 129-41. pp. 129–41 
  10. ↑ Leader M, Collins M, Patel J, Henry K (janeiro de 1987). «Vimentin: an evaluation of its role as a tumour marker». Histopathology. 11 (1). pp. 63–72. PMID 2435649 
  11. ↑ «Immunohistochemistry from the Washington Animal Disease Diagnostic laboratory (WADDL)of the College of Veterinary Medicine, Washington State University». Consultado em 14 de março de 2009. Arquivado do original em 1 de dezembro de 2008 
  12. ↑ Russell RL.; Cao D, Zhang D, Handschumacher R E, Pizzorno G (abril de 2001). «Uridine phosphorylase association with vimentin. Intracellular distribution and localization». J. Biol. Chem. 276 (16). United States. pp. 13302–7. ISSN 0021-9258. PMID 11278417. doi:10.1074/jbc.M008512200 
  13. ↑ Rual, Jean-François; Venkatesan Kavitha, Hao Tong, Hirozane-Kishikawa Tomoko, Dricot Amélie, Li Ning, Berriz Gabriel F, Gibbons Francis D, Dreze Matija, Ayivi-Guedehoussou Nono, Klitgord Niels, Simon Christophe, Boxem Mike, Milstein Stuart, Rosenberg Jennifer, Goldberg Debra S, Zhang Lan V, Wong Sharyl L, Franklin Giovanni, Li Siming, Albala Joanna S, Lim Janghoo, Fraughton Carlene, Llamosas Estelle, Cevik Sebiha, Bex Camille, Lamesch Philippe, Sikorski Robert S, Vandenhaute Jean, Zoghbi Huda Y, Smolyar Alex, Bosak Stephanie, Sequerra Reynaldo, Doucette-Stamm Lynn, Cusick Michael E, Hill David E, Roth Frederick P, Vidal Marc (outubro de 2005). «Towards a proteome-scale map of the human protein-protein interaction network». Nature. 437 (7062). pp. 1173–8. PMID 16189514. doi:10.1038/nature04209 
  14. ↑ Stelzl, Ulrich; Worm Uwe, Lalowski Maciej, Haenig Christian, Brembeck Felix H, Goehler Heike, Stroedicke Martin, Zenkner Martina, Schoenherr Anke, Koeppen Susanne, Timm Jan, Mintzlaff Sascha, Abraham Claudia, Bock Nicole, Kietzmann Silvia, Goedde Astrid, Toksöz Engin, Droege Anja, Krobitsch Sylvia, Korn Bernhard, Birchmeier Walter, Lehrach Hans, Wanker Erich E (setembro de 2005). «A human protein-protein interaction network: a resource for annotating the proteome». Cell. 122 (6). pp. 957–68. ISSN 0092-8674. PMID 16179252. doi:10.1016/j.cell.2005.08.029 
  15. ↑ Meng JJ; Bornslaeger E A, Green K J, Steinert P M, Ip W (agosto de 1997). «Two-hybrid analysis reveals fundamental differences in direct interactions between desmoplakin and cell type-specific intermediate filaments». J. Biol. Chem. 272 (34). pp. 21495–503. ISSN 0021-9258. PMID 9261168 
  16. ↑ Herrmann H; Wiche G (janeiro de 1987). «Plectin and IFAP-300K are homologous proteins binding to microtubule-associated proteins 1 and 2 and to the 240-kilodalton subunit of spectrin». J. Biol. Chem. 262 (3). pp. 1320–5. ISSN 0021-9258. PMID 3027087 
  17. ↑ a b Brown MJ; Hallam J A, Liu Y, Yamada K M, Shaw S (julho de 2001). «Cutting edge: integration of human T lymphocyte cytoskeleton by the cytolinker plectin». J. Immunol. 167 (2). pp. 641–5. ISSN 0022-1767. PMID 11441066 
  18. ↑ Lopez-Egido Juan; Cunningham Janet, Berg Mikael, Oberg Kjell, Bongcam-Rudloff Erik, Gobl Anders (agosto de 2002). «Menin's interaction with glial fibrillary acidic protein and vimentin suggests a role for the intermediate filament network in regulating menin activity». Exp. Cell Res. 278 (2). pp. 175–83. ISSN 0014-4827. PMID 12169273 
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  20. ↑ Tzivion G; Luo Z J, Avruch J (setembro de 2000). «Calyculin A-induced vimentin phosphorylation sequesters 14-3-3 and displaces other 14-3-3 partners in vivo». J. Biol. Chem. 275 (38). pp. 29772–8. ISSN 0021-9258. PMID 10887173. doi:10.1074/jbc.M001207200 

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