Roca1

ROCK1 es una proteína serina/treonina quinasa también conocida como proteína quinasa 1 asociada a rho que contiene hélice enrollada . Otros nombres comunes son ROKβ y P160ROCK. ROCK1 es un importante efector descendente de la pequeña GTPasa RhoA y es un regulador del citoesqueleto de actomiosina que promueve la generación de fuerza contráctil. ^[5] ROCK1 desempeña un papel en el cáncer y, en particular, en la motilidad celular , la metástasis y la angiogénesis . ^[5]

ROCK1 es también el nombre del gen que codifica la proteína ROCK1, una serina/treonina quinasa. ROCK1 se activa cuando se une a la forma unida a GTP de RhoA. El gen humano ROCK1 se encuentra en el cromosoma humano 18 con una ubicación específica de 18q11.1. ^[6] La ubicación del par de bases comienza en 18.529.703 y termina en 18.691.812 pb y se traduce en 1354 aminoácidos . ^[7]

ROCK1 tiene una distribución tisular ubicua, pero se cree que a nivel subcelular se localiza con los centrosomas . Esto es coherente con su función como modulador clave de la motilidad celular , la invasión de células tumorales y la organización del citoesqueleto de actina . ^[7] En ratas, ROCK1 se expresa en el pulmón, el hígado, el bazo, el riñón y los testículos. ^{[8] [9] [10]}

La estructura de ROCK1 es una serina/treonina quinasa con un peso molecular de 158 kDa. ^[7] Es un homodímero compuesto por un dominio de quinasa catalítica (residuos 76-338) ^[11] ubicado en el extremo amino o N-terminal de la proteína, una región en espiral (residuos 425-1100) ^[11] que contiene el dominio de unión a Rho y un dominio de homología de pleckstrina (residuos 1118-1317) ^[11] con un dominio rico en cisteína . Cuando falta un sustrato, ROCK1 es una estructura de bucle autoinhibida. La actividad enzimática de ROCK1 se inhibe cuando los dominios de homología de pleckstrina y de unión a Rho en el extremo C se unen independientemente al dominio de quinasa del extremo N-terminal. Cuando un sustrato como la RhoA unida a GTP se une a la región de unión a Rho del dominio superenrollado, se interrumpen las interacciones entre el extremo N y el extremo C, lo que activa la proteína. La escisión del dominio inhibidor del extremo C por la caspasa-3 durante la apoptosis también puede activar la quinasa. ^[12]

Esta visión de la autoinhibición liberada por la unión de RhoA ha sido cuestionada por datos de microscopía electrónica de baja resolución que muestran que ROCK es un dímero lineal constitutivo de 120 nm de longitud. ^[13] Según estos nuevos datos, ROCK no necesita ser activado por RhoA o fosforilación porque siempre está activo, y si ROCK fosforilará sus sustratos (por ejemplo, la cadena ligera reguladora de miosina ) depende solo de su localización subcelular. ^[13]

Existe otra isoforma de ROCK conocida como ROCK2. ROCK2 se encuentra en 2p24 y es altamente homóloga con ROCK1 con una identidad de secuencia de aminoácidos general del 65%. ^[11] La identidad en el dominio de unión a Rho es del 58% ^[11] y aproximadamente del 92% ^[11] en el dominio de la quinasa. Las isoformas de ROCK están codificadas por dos genes identificados diferentes y se expresan de forma ubicua. ^[11]

La unión de GTPasa-RhoA puede aumentar la actividad de ROCK1 entre 1,5 y 2 veces. ^[14] Sin la unión de RhoA, los lípidos como el ácido araquidónico o la esfingosina fosforilcolina pueden aumentar la actividad de ROCK1 entre 5 y 6 veces. ^{[14] [15]} Estos dos lípidos interactúan con el dominio de homología de pleckstrina, alterando así su capacidad para inhibir ROCK1. ^[16] La proteína G RhoE se une al extremo N de ROCK1 e inhibe su actividad al evitar la unión de RhoA. Se ha demostrado que las proteínas G pequeñas, Gem y Rad , se unen e inhiben la función de ROCK1, pero su mecanismo de acción no está claro. ^[11]

Los sitios de fosforilación de ROCK1 están en RXXS/T o RXS/T. ^[11] Se han identificado más de 15 sustratos de ROCK1 y la activación de estos sustratos conduce con mayor frecuencia a la formación de filamentos de actina y reordenamientos del citoesqueleto. ^[11] MYPT-1 está involucrado en una vía para la contracción del músculo liso . Cuando ROCK1 se activa mediante la unión de la GTPasa RhoA, produce múltiples cascadas de señalización. Por ejemplo, RhoA es una de las cascadas de señalización descendentes activadas por el factor de crecimiento endotelial vascular ( VEGF ). ROCK1 actúa como un regulador negativo de la activación de células endoteliales y la angiogénesis del VEGF. ^[17] La ​​activación de ROCK1 por RhoA también promueve la estabilización de la F-actina , la fosforilación de la cadena ligera de miosina reguladora (MLC) y un aumento de la contractilidad, que desempeña un papel crucial en la migración de células tumorales y la metástasis. ^[18] Este ROCK1 activado también activa la quinasa LIM , que fosforila la cofilina , inhibiendo su actividad despolimerizadora de actina . ^[19] Esta despolimerización da como resultado la estabilización de los filamentos de actina y una disminución de la ramificación que promueve la contracción.

La troponina cardíaca es otro sustrato de ROCK1 que tras la fosforilación provoca una reducción de la tensión en los miocitos cardíacos . ^[11] ROCK1 también actúa como un supresor de la migración de células inflamatorias al regular la fosforilación y la estabilidad de PTEN .

ROCK1 tiene una amplia gama de funciones en el cuerpo. Es un regulador clave de la contracción de actina-miosina, la estabilidad y la polaridad celular . ^[17] Estos contribuyen a muchos avances como la regulación de la morfología, la transcripción genética, la proliferación, la diferenciación, la apoptosis y la transformación oncogénica. ^[5] Otras funciones involucran la contracción del músculo liso, la organización del citoesqueleto de actina, la formación de fibras de estrés y adherencias focales, la retracción de neuritas , la adhesión celular y la motilidad. Estas funciones son activadas por la fosforilación de DAPK3 , GFAP , LIMK1 , LIMK2 , MYL9/MLC2 , PFN1 y PPP1R12A . ^[17] Además, ROCK1 fosforila FHOD1 y actúa sinérgicamente con él para promover la formación de vesículas en la membrana plasmática no apoptósica dependiente de SRC . ^[17] También es necesario para el posicionamiento del centrosoma y la salida dependiente del centrosoma de la mitosis. ^[17]

Se ha demostrado que ROCK1 interactúa con:

• LIMK1 , ^[5]
• MLC , ^[5]
• MYPT1 , ^[5]
• PFN2 , ^[20] y
• RHOA . ^{[21] [22] [23]}

En los seres humanos, la función principal de ROCK1 es la contractilidad de la actomiosina. Como se mencionó anteriormente, esto contribuye a muchos procesos proximales, como la regulación de la morfología, la motilidad y la adhesión célula-célula y célula-matriz. ^[5] Además, las quinasas ROCK influyen en procesos celulares más distales, como la transcripción génica, la proliferación, la diferenciación, la apoptosis y la transformación oncogénica. ^[5] Dada esta amplia gama de funciones, no es sorprendente que ROCK1 haya estado implicada en numerosos aspectos del cáncer. ^[5]

Estudios recientes han explorado el papel de ROCK1 en el cáncer, con especial atención a la motilidad celular, la metástasis y la angiogénesis. ^[5] Las GTPasas Rho, como RhoA, están muy implicadas en los cambios morfológicos de las células. Cuando un tumor progresa de una forma invasiva a una metastásica, es necesario que experimente estos dramáticos cambios morfológicos. Por lo tanto, a menudo se observa una mayor expresión de RhoA y su efector descendente ROCK1 en los cánceres humanos. Estos cánceres suelen ser fenotipos más invasivos y metastásicos. ^[24]

El aumento de la expresión de RhoA y ROCK1 en las vías de migración de las células endoteliales puede provocar un aumento de la angiogénesis y del comportamiento metastásico en las células tumorales. ^[24] Se ha sugerido que ROCK1 regula la expresión de factores angiogénicos o que la activación de ROCK1 facilita la angiogénesis al aumentar la plasticidad del tumor. Al reducir la fuerza de las interacciones entre células y ayudar al movimiento de las células tumorales, ROCK1 puede permitir que las células endoteliales penetren en la masa tumoral con mayor facilidad. ^[24]

Los inhibidores de ROCK1 podrían usarse en la terapia del cáncer para:

• Dirigido a células estromales en lugar de células tumorales ^[11]
• Bloqueo concomitante de la actividad de ROCK y del proteasoma en cánceres de pulmón inducidos por K-Ras ^[11]
• Tratamiento de neoplasias hematológicas como la leucemia mieloide crónica (LMC) ^[11]

La inhibición de ROCK1 para el tratamiento del cáncer no ha sido aprobada para su uso en terapias estándar. Y27632 y Fasudil son ejemplos de inhibidores de ROCK1. Ambos inhiben a ROCK1 compitiendo con ATP por el sitio de activación de la quinasa. Los experimentos con Y27632 muestran que es un candidato prometedor como agente antihipertensivo terapéutico . ^[11] Fasudil se ha utilizado para caracterizar el papel de ROCK1 en la función vascular en estudios clínicos y ha sido aprobado para su uso en Japón para el tratamiento del vasoespasmo cerebral después de una hemorragia subaracnoidea . ^[11]

La señalización ROCK1 juega un papel importante en muchas enfermedades, incluidas la diabetes , enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), ^[25] y la hipertensión pulmonar . ^[26]

• Rho quinasa

• Información sobre ROCK1 con enlaces en Cell Migration Gateway Archivado el 11 de diciembre de 2014 en Wayback Machine