Aktinmonomererna

Aktinmonomererna, ofta kallade G-aktin, är globulära proteiner på cirka 42 kilodalton som fungerar som byggstenar i cellens cytoskelett. De binds ATP och Mg2+ och polymeriseras till filamentösa aktin (F-aktin), vilket ger cellen mekaniskt stöd, form och möjliggör rörelse. G-aktin finns i cytosolen och regleras av olika småmolekylära pooler samt avaktivering i kärnan och andra organeller.

Struktur och nucleotidebinding: G-aktin har två lober som omger ett ATP-bindande fält. Vid inkorporering i ett filament hydrolyseras ATP till ADP och Pi, varefter Pi gradvis lämnar, vilket påverkar filamentets stabilitet och omsättning. Monomerers konformation och deras förmåga att polymerisera styrs av närvaro av divalenta cationer och av interaktioner med andra proteiner.

Polymerisering och dynamik: Polymerisering är entreprenören i två steg: nucleation och elongering. Nucleation är hastighetsbegränsande och bildas ofta av tre aktinmonomerer eller av specifika proteiner. Plus-end (+) adderar aktin snabbare än minus-end (-). Nucleationen och tillväxten regleras av proteiner som Formin och Arp2/3-komplexet; profilin återställer ADP till ATP på G-aktin och levererar det till barbed end, medan thymosin β-4 kan lagra G-aktin i en icke-polymeriserbar pool.

Reglering och bundna proteiner: Cofilin främjar avveckling och omsättning genom klyvning av äldre filament; cap-proteiner som CapZ (barbed end) och tropomodulin (pointed end) begränsar längden. Andra aktinbindande proteiner korslänkar och förankrar aktin till olika strukturer, vilket formar cytoskelettet.

Funktion och förekomst: Aktinmonomerer utgör grunden för F-aktin som ger mekaniskt stöd och möjliggör cellform, migration, cytokininkapsling och vesikeltransport. I muskler ingår aktin i tunna filamentsystem tillsammans med myosin för kontraktion. Aktin är mycket konserverat och finns i flera isoformer; det finns även funktionellt betydelsefullt kärn- och nästankeltaktiskt aktin i olika celler.