Aktinmolekyler

Aktinmolekyler är en av de mest bevarade proteinerna i eukaryota celler. De förekommer som globulära G-aktin monomerer som väger cirka 42 kilodalton och består av ungefär 375 aminosyror. G-aktin binder ATP och polymeriserar till långa filament, F-aktin, som fungerar som en viktig del av cellens cytoskelett. Filamenten uppvisar en polär struktur med en barbed (plus) ände och en pointed (minus)ände, vilket påverkar hur snabbt monomerer binds och avlägsnas.

Polymerisationen sker i två steg: nucleation följt av snabb elongation. När aktinmonomerer binder ATP och adderas till barbed-änden växer F-aktin snabbt; ATP hydrolys inträffar efter inkorporering och gör äldre delar mindre stabila. Filamenten är dynamiska och turnover sker kontinuerligt. Under vissa förhållanden kan en jämvikt uppnås där monomerer tillförs vid plusänden och avlägsnas vid minusänden, ett fenomen som kallas treadmilling.

Reglering av aktinmolekylerna sker via ett antal aktinbindande proteiner (ABP) som kontrollerar nucleation, elongation, kapping, severing och korslänkning. Arp2/3-komplexet initierar dendritiska nätverk; forminproteiner främjar snabb elongation. Profilin levererar ATP-aktinmonomerer till plusänden, medan CapZ kapsar barbed-änden och tropomodulin minusänden. Cofilin bryter ner äldre ADP-aktin, vilket möjliggör omladdning. Gelsolin och andra severingsfaktorer klipper filament och skapar nya ändar. Filamenten korsbinds av alfa-aktinin, fimrin eller filamin och bildar olika nätverk eller buntar.

Betydelse: Aktin-nätverk ger cellen form och mekanik, deltar i rörelse, endocytos, cytokinesis och vesikeltransport. I muskelceller bildar aktin tunna filament som interagerar med myosin för kontraktion. I andra celler bidrar aktin till polariserad migration, cellkörning och organelltrafik. Förändringar i aktinreglering eller muteringar i aktin eller ABP kan kopplas till sjukdomar som kardiomyopatier, neurodegenerativa och immunrelaterade tillstånd.