O papel das proteínas do citoesqueleto na fisiologia celular normal e em condições patológicas

Abstract

RESuMOIntrodução: O citoesqueleto é uma complexa rede de proteínas que determina a forma da célula. Ele é fundamental para que ocorra a movimentação celular; proporciona o suporte estrutural e mobilidade de organelas intracelulares e a estrutura para movimentação e separação de cromossomos durante a divisão celular. Os componentes principais do citoesqueleto são os microfilamentos, os filamentos intermediários e os microtúbulos. Os microtúbulos são formados por dímeros de a e b tubulina que se associam à proteínas específicas, as proteínas asssociadas aos microtúbulos (MAPs). A associação diferencial entre estas proteínas possibilita ampla variedade na modulação de função dos componentes do citoesqueleto no meio celular. As MAPs expressas no sistema nervoso central (SNC), MAP2 e tau, possuem diferentes isoformas geradas por processamento alternativo. O objetivo da presente revisão é de descrever e discutir as principais funções das proteínas do citoesqueleto em condições normais e patológicas, com destaque na fisiopatologia das epilepsias. Resultados: As MAPs possuem funções essenciais nas células neuronais, agem principalmente na formação estrutural destas células, garantindo sua morfologia e regulando funções específicas. Alterações nos níveis de expressão de proteínas estruturais estão envolvidas em diversas patologias do SNC como a esquizofrenia, a epilepsia do lobo temporal, as displasias corticais e as desordens do desenvolvimento. Estudos com modelos animais de epilepsia e tecido humano proveniente de pacientes epilépticos têm mostrado que as crises epilépticas podem modificar a expressão das proteínas do citoesqueleto. Conclusões: Apesar do significativo conhecimento existente sobre o citoesqueleto e proteínas associadas aos microtúbulos, não se sabe exatamente os mecanismos responsáveis pelas modificações estruturais encontradas em algumas patologias. Além do papel bem estabelecido do citoesqueleto como componente estrutural e citoarquitetônico, sua participação como facilitador do tráfico intracelular de neurotransmissores e outras macromoléculas é função ainda a ser melhor explorada e compreendida. unitermos: citoesqueleto, proteínas associadas aos microtúbulos, epilepsia do lobo temporal, neuropatologia, desordens do neurodesenvolvimento. ABSTRACT The role of cytoskeleton proteins in normal cell physiology and in pathological conditionsIntroduction: The cytoskeleton is a complex network of protein fibers that determines the shape of cells. It is essential for the movements of cells and provides the structural support and movements of organelles within the cells, and the framework for moving and separating chromosomes during the cell division. The main components of the cytoskeleton are microfilaments, intermediate filaments and microtubules. Microtubules are assembled dimers of a and b tubulin that bind to specific proteins, the microtubules associated proteins (MAPs). Differential association between these proteins enables a wide variety in functional modulation of the cytoskeleton components in the...

Effects of Fluoride on Submandibular Glands of Mice: Changes in Oxidative Biochemistry, Proteomic Profile, and Genotoxicity

“…Alpha- and beta-tubulin dimers form the microtubules related to specific proteins and regulate certain signaling pathways mediated by the G protein. Previous studies indicate that F alters the structure, metabolism, and dynamics of the microtubular system ( Wang et al, 1990 ; Kovács et al, 2008 ; Monteiro et al, 2011 ). In this study, the beta-tubulin protein-3 (Q9ERD7), beta-4 (Q9D6F9), beta-4B (P68372), beta-2B (Q9CWF2), beta-5 (P99024) beta-2A (Q7TMM9), beta-6 (Q922F4), alpha-1a (P68369), and alpha-4a (P68368) were downregulated after exposure to the 50 mgF/L group ( Supplementary Table S4 ).…”

“…The cellular cytoskeleton is mainly composed of microfilaments, intermediate filaments, and microtubules. Alpha-and beta-tubulin dimers form the microtubules related (Wang et al, 1990;Kovács et al, 2008;Monteiro et al, 2011). In this study, the beta-tubulin protein-3 (Q9ERD7), beta-4 (Q9D6F9), beta-4B (P68372), beta-2B (Q9CWF2), beta-5 (P99024) beta-2A (Q7TMM9), beta-6 (Q922F4), alpha-1a (P68369), and alpha-4a (P68368) were downregulated after exposure to the 50 mgF/L group (Supplementary Table S4).…”

Neuroprotective Effects of Photobiomodulation and Taurine on SH-SY5Y Cells

“…The deposition of β-amyloid aggregates, and the hyperphosphorylation of TAU protein, the main hallmarks of AD, leads to neural physiology alterations, especially in synapses, causing cellular impairment and death [28]. In agreement, Monteiro et al (2011) showed that this TAU protein hyperphosphorylation results in its deposition in cellular filaments responsible for the neurodegeneration process occurring in AD [29].…”

Overexpression of MAP2 and NF-H Associated with Dendritic Pathology in the Spinal Cord of Mice Infected with Rabies Virus

“…It is composed of three structural complexes: microtubules (MT), neurofilaments (NF), and microfilaments (MF) [ 1 ]. MTs are composed of α- and β-tubulin dimers to which specific proteins called microtubule-associated proteins (MAPs) are attached [ 2 ]. Isoforms from the MAP2 family (MAP2A and MAP2B) are expressed exclusively in mature neurons; they are involved in the stabilization and strengthening of the rigidity of microtubules, inhibition of polymerization, and modulation of neurite development [ 3 ].…”