Тезаурус

Бета-катенин (β-катенин) — белок, участвующий в клеточной адгезии и в регуляции экспрессии генов. При клеточной адгезии β-катенин соединяет цитоплазматическую часть кадгерина с α-катенином, который в свою очередь способен к связыванию с актиновыми филаментами (F-актином). При регуляции экспрессии генов β-катенин выступает в качестве внутриклеточного передатчика сигнала в сигнальном пути Wnt.

N-концевая неупорядоченная область β-катенина в фосфорилированном состоянии связывается с Е3 убиквитинлигазой TrCP1 и опосредует деградацию белка. Центральный ARM-домен состоит из повторов armadillo и образует основной сайт связывания лигандов β-катенина. Первые спирали ARM-домена образуют дополнительный сайт белок-белкового взаимодействия. С-концевой район служит для привлечения к ДНК и необходим для сигнального пути Wnt.

С дополнительным сайтом связывания могут взаимодействовать BCL9 и α-катенин. За связывание с основным сайтом конкурируют транскрипционные факторы TCF/LEF, E-кадгерин и аксин. Белок APC содержит 11 тандемно расположенных мотивов взаимодействия с основным сайтом β-катенина. Поскольку поверхность ARM-домена в каждый момент времени может вместить только один пептидный мотив, все эти белки конкурируют за один и тот же клеточный пул молекул β-катенина (см. Wnt/β-катениновый путь).

Клеточный уровень β-катенина в контролируется его убиквитинированием убиквитин-лигазой TrCP1 (β-TrCP) и дальнейшей деградацией протеосомой. β-TrCP распознаёт β-катенин как субстрат только если мотив Asp-Ser-Gly-Ile-His-Ser на N-конце β-катенина фосфорилирован по двум серинам. Фосфорилирование осуществляют киназы гликогенсинтаз GSK3α и GSK3β только при условии, что последовательность субстрата уже предварительно фосфорилирована на четыре аминокислотных остатка ниже по направлению к С-концевой части. Таким образом, для активности GSK3 необходима «праймирующая киназа». В случае β-катенина наиболее важной праймирующей киназой является казеиновая киназа I-го типа (CKI).

Еще одним условием фосфорилирования β-катенина GSK3 киназой является ее связывание с β-катенином через высокоаффинный стыковочный мотив белка аксина. Таким образом, аксин выступает в роли белка-скаффолда, обеспечивая тесную физическую близость фермента GSK3 и её субстрата β-катенина.

Аксин через свой N-концевой домен регулятора G-белковой сигнализации (RGS) рекрутирует белок аденоматозного полипоза APC, который обладает 11 мотивами связывания с β-катенином. APC может взаимодействовать с несколькими молекулами аксина одновременно, поскольку имеет три SAMP-мотива для связывания RGS-доменов, имеющихся в аксине. Кроме того, аксин обладает способностью к олигомеризации благодаря своему С-концевому домену DIX. В результате образуется огромный мультимерный белковый комплекс, предназначенный для фосфорилирования β-катенина. Этот комплекс белков обычно называют комплексом деградации β-катенина («комплексом разрушения», beta-catenin destruction complex), однако он только маркирует молекулы β-катенина для последующего убиквитинирования и протеасомного разрушения.