上皮バリアアセンブリには、タイトジャンクションタンパク質ZO-1の複数のドメインの調整された活性が必要です

タイトジャンクション（TJ）は、上皮全体でイオン、高分子、免疫細胞の傍細胞運動を調節します。Zonula Occludens（Zo）-1は、TJのアセンブリに必要な多型ドメインポリペプチドです。ZO-1およびそのホモログZO-2を欠くMDCK II細胞には、オクルディンの局在化の減少とTJへのいくつかのクラウディンの局在性、上皮透過性の増加、頂端骨錯体で見つかった頂端アクチョシン収縮アレイの拡大：3つの異なる表現型があります。AJC）。ただし、これらのアクティビティを調整するためにどのZO-1結合ドメインが必要かは正確には不明です。ZO-1ドメイン削除トランスジェンの能力を調べて、ZO枯渇の影響を逆転させることにより、この質問に対処しました。SH3ドメインとU5モチーフは、ZO-1をAJCに募集するために必要であり、ローカリゼーションは通常のTJおよび細胞骨格組織の前提条件であることがわかりました。PDZ2ドメインは、AJCへのZO-1の局在化には必要ありませんが、ZO-1、Occludin、およびClaudin-2の特徴的な連続円周バンドを確立するために必要です。PDZ2は正常な透過性を確立するためにも必要ですが、正常な細胞骨格組織には必要ありません。最後に、我々の結果は、PDZ1がTJとAJC細胞骨格の両方の正常な組織にとって重要であることを示しています。我々の結果は、ZO-1が真の足場タンパク質として作用し、複数のドメインの協調的な活性が通常のTJ構造と機能に必要であることを確立しています。

Tight junctions (TJs) regulate the paracellular movement of ions, macromolecules and immune cells across epithelia. Zonula occludens (ZO)-1 is a multi-domain polypeptide required for the assembly of TJs. MDCK II cells lacking ZO-1, and its homolog ZO-2, have three distinct phenotypes: reduced localization of occludin and some claudins to the TJs, increased epithelial permeability, and expansion of the apical actomyosin contractile array found at the apical junction complex (AJC). However, it is unclear exactly which ZO-1 binding domains are required to coordinate these activities. We addressed this question by examining the ability of ZO-1 domain-deletion transgenes to reverse the effects of ZO depletion. We found that the SH3 domain and the U5 motif are required to recruit ZO-1 to the AJC and that localization is a prerequisite for normal TJ and cytoskeletal organization. The PDZ2 domain is not required for localization of ZO-1 to the AJC, but is necessary to establish the characteristic continuous circumferential band of ZO-1, occludin and claudin-2. PDZ2 is also required to establish normal permeability, but is not required for normal cytoskeletal organization. Finally, our results demonstrate that PDZ1 is crucial for the normal organization of both the TJ and the AJC cytoskeleton. Our results establish that ZO-1 acts as a true scaffolding protein and that the coordinated activity of multiple domains is required for normal TJ structure and function.