Analysis of head domain-mediated oligomerization of the focal adhesion protein vinculin induced by the Shigella effector IpaA
Analyse de l'oligomérisation médiée par le domaine de la tête de la protéine d'adhésion focale vinculine induite par l'effecteur Shigella IpaA
Résumé
Vinculin is a protein associated to reinforce integrin adhesion structures. The protein's D1 and D5 subdomains have been extensively studied for its binding capacity to VBSs and F-actin, respectively, where two pulling forces act on vinculin at the same time (force-dependent activation) and can induce specific conformational changes on vinculin. However, Shigella's IpaA effector promotes the bacterial cell invasion by targeting vinculin activation in a force-independent manner. Previous findings of the effects of Shigella's IpaA-VBSs interacting with vinculin's vD1D2 subunits, showed the induction of conformational changes in solution on the vD1D2 subunits (as observed in structural models of vD1D2:IpaA-VBSs complexes), and cells transfected with the IpaA- VBSs formed stable adhesions resistant to acto-myosin relaxation treatment. Also, a cysteine-clamped version of vinculin, aimed to prevent allosteric changes, impaired the cell adhesion growth. In this work, we found that single residue substitution at the surface on D1 and D2 altered the capacity of the protein to form oligomeric complexes with IpaA-VBSs as shown by biochemical assays. This suggests that vD1D2 contact regions participate in maintaining the structural integrity and interdomain interactions during force dependent conformational changes. As suggested by the altered size and shape of Focal Adhesions on cells transfected with non-canonical D1 or D2 full length vinculin variants suggests. Then, the vinculin "head" domain might be involved in a mechanosensitive activation of the protein instead of involving an active-inactive state, as previously reported in studies targeting the D1-D5 interaction.
La vinculine est une protéine associée au renforcement des structures d'adhésion des intégrines. Les sous-domaines D1 et D5 de la protéine ont été largement étudiés pour leur capacité de liaison aux VBS et à la F-actine, respectivement, où deux forces de traction agissent sur la vinculine en même temps (activation dépendante de la force) et peuvent induire des changements conformationnels spécifiques sur la vinculine. Cependant, l'effecteur IpaA de Shigella favorise l'invasion des cellules bactériennes en ciblant l'activation de la vinculine de manière indépendante de la force. Des découvertes antérieures sur les effets des IpaA-VBS de Shigella interagissant avec les sous-unités vD1D2 de la vinculine, ont montré l'induction de changements conformationnels en solution sur les sous-unités vD1D2 (comme observé dans les modèles structurels des complexes vD1D2:IpaA-VBSs), et les cellules transfectées avec les IpaA- VBSs ont formé des adhésions stables résistantes au traitement de relaxation de l'acto-myosine. De même, une version de la vinculine clampée à la cystéine, visant à prévenir les changements allostériques, a altéré la croissance de l'adhésion cellulaire. Dans ce travail, nous avons découvert que la substitution d'un seul résidu à la surface sur D1 et D2 modifiait la capacité de la protéine à former des complexes oligomériques avec les IpaA-VBS, comme le montrent les tests biochimiques. Cela suggère que les régions de contact de vD1D2 participent au maintien de l'intégrité structurelle et des interactions interdomaines pendant les changements de conformation dépendant de la force. Comme le suggère l'altération de la taille et de la forme des adhésions focales sur les cellules transfectées avec des variantes de vinculine pleine longueur D1 ou D2 non canonique. Ainsi, le domaine " tête " de la vinculine pourrait être impliqué dans une activation mécanosensible de la protéine au lieu d'impliquer un état actif-inactif, comme précédemment rapporté dans les études ciblant l'interaction D1-D5.
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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