Actinefilamenten

Actinefilamenten zijn lange, polaire polymeren van actine-eiwitten die voorkomen in vrijwel alle eukaryote cellen. Ze bestaan uit F-actine, opgebouwd uit G-actine monomeren. Filamenten hebben een diameter van ongeveer 7 nanometer en vertonen polariteit: het plus-einde (barbed end) groeit doorgaans sneller dan het minus-einde (pointed end).

De filamenteuze netwerken en bundels die door actinefilamenten ontstaan, leveren mechanische ondersteuning, bepalen celvorm en sturen bewegingen zoals migratie en cytokinese. In spiercellen vormen actinefilamenten dunne filamenten die samen met myosine langs elkaar schuiven om samentrekking mogelijk te maken. Daarnaast spelen zij een cruciale rol bij vesicleverplaatsing, endocytose en hechting aan de extracellulaire matrix.

Actinefilamenten zijn dynamisch; monomeren worden aan het plus-einde toegevoegd in de ATP-gebonden toestand, en na incorporatie hydrolyseert ATP tot ADP en Pi, waardoor de stabiliteit afneemt. Bij steady state kan treadmilling voorkomen, waarbij subunits aan de ene kant worden opgenomen en aan de andere kant vrijkomen. Nucleatie is de snelheidsbepalende stap en wordt gereguleerd door talrijke actine-bindende eiwitten.

Actine-regulatie gebeurt via verschillende eiwitten: Arp2/3 creëert vertakkingen, formins en Ena/VASP bevorderen lineaire filamenten; CapZ stabiliseert het plus-uiteinde en tropomoduline het minus-uiteinde. Cofilin zorgt voor severing en recycling van filamenten. Bundling-eiwitten zoals fimbrine (plastine) en α-actinine brengen filamente samen, waardoor diverse netwerk- en vezelstructuren ontstaan. Profilin levert actine-monomeren aan de filaments en thymosine β4 houdt G-actine beschikbaar.