平滑筋ZQドメインの平滑筋アルファ - アクチニン中央ロッドとの相互作用

鎖筋、平滑筋、および非狂気の細胞におけるアクチン - ミオシンIIフィラメントベースの収縮構造には、アクチンフィラメントクロスリンクタンパク質アルファ - アクチニンが含まれています。縞模様の筋肉Zディスクでは、アルファ - アクチニンはチチンのN末端ドメインと相互作用して、サルコメアの完全性に重要な構造的結合を提供します。私たちは以前に、元々はスミチン、以前はSm-titinであるスミチンを平滑筋に発見し、ヤティブSM-チチンがα-アクチニンのC末端EF手領域および中央ロッドR2-R2-R2-R2-R2-R2-R3 Spectrin様リピート領域部位と相互作用することを実証しました。。ここに提示されたドメイン特異的抗体を使用したヒト成体平滑筋および培養ラット平滑筋細胞からのRNAの逆転写PCR分析は、SM-チチンにアルファに結合する可能性のあるチチン遺伝子エンコードZQドメインが含まれていることが明らかになりました。Actinin R2-R3 Central Rodドメインと、EFハンド領域に結合するZリピートドメイン。Sm-Titin ZQドメインが、中央ロッドの表面に2倍の対称性を持つ近接性にあるアルファ - アクチニンR2およびR3スペクトリン反復様ドメインループに結合するかどうかを調査しました。アルファ - アクチニンR2およびR3ドメインループ残基の変異は、グルタチオンS-トランスフェラーゼプルダウンおよび固相結合アッセイにおける発現したSM-チチンZQドメインとの相互作用を減少させました。アルファヘリックス形成の傾向が高いZQドメインの領域のアラニン変異は、見かけのZQドメイン二量体形成を減少させ、表面プラズモン共鳴アッセイにおけるアルファ - アクチニンR2-R3領域とのZQ相互作用を減少させました。2つのSm-Titin ZQドメインが相互に相互作用し、アルファ - アクチニン中央ロッドの2つのR2-R3部位と相互作用するモデルを提示します。

Actin-myosin II filament-based contractile structures in striated muscle, smooth muscle, and nonmuscle cells contain the actin filament-cross-linking protein alpha-actinin. In striated muscle Z-disks, alpha-actinin interacts with N-terminal domains of titin to provide a structural linkage crucial for the integrity of the sarcomere. We previously discovered a long titin isoform, originally smitin, hereafter sm-titin, in smooth muscle and demonstrated that native sm-titin interacts with C-terminal EF hand region and central rod R2-R3 spectrin-like repeat region sites in alpha-actinin. Reverse transcription-PCR analysis of RNA from human adult smooth muscles and cultured rat smooth muscle cells and Western blot analysis with a domain-specific antibody presented here revealed that sm-titin contains the titin gene-encoded Zq domain that may bind to the alpha-actinin R2-R3 central rod domain as well as Z-repeat domains that bind to the EF hand region. We investigated whether the sm-titin Zq domain binds to alpha-actinin R2 and R3 spectrin repeat-like domain loops that lie in proximity with two-fold symmetry on the surface of the central rod. Mutations in alpha-actinin R2 and R3 domain loop residues decreased interaction with expressed sm-titin Zq domain in glutathione S-transferase pull-down and solid phase binding assays. Alanine mutation of a region of the Zq domain with high propensity for alpha-helix formation decreased apparent Zq domain dimer formation and decreased Zq interaction with the alpha-actinin R2-R3 region in surface plasmon resonance assays. We present a model in which two sm-titin Zq domains interact with each other and with the two R2-R3 sites in the alpha-actinin central rod.