actinepolymerisatie

Actinepolymerisatie is het proces waarbij G-actine monomeren samenkomen tot filamentair actine (F-actine) en zo de dynamische structuur van het cytoskelet vormt. Het vindt plaats in eukaryotische cellen en is essentieel voor processen zoals celmotiliteit, vormverandering en endocytose.

De belangrijkste fasen zijn nucleatie, elongatie en een stabiele toestand. Nucleatie is de initiële, vaak traag verlopen stap die leidt tot de vorming van een klein oligomeer. Hierdoor wordt de polymerisatie effectief ingezet door nucleatoren zoals het ARP2/3-complex, dat vertakte netwerken vormt, en formins, die lineaire filamente bouwen. Profillin bevordert de toevoeging van actine monomeren aan het barbed-end, terwijl thymosin β4 G-actine sequesteert en zo de beschikbaarheid van monomeren reguleert.

Cofiline bevordert fragmentatie en disassembly van oudere filamente, wat turnover en hergebruik van monomeren mogelijk maakt. Barbed-end en minus-end worden vaak begrensd door respectievelijk capping-eiwitten zoals CapZ en tropomoduline, wat de dynamiek van polymerisatie en depolymerisatie bepaalt.

ATP-hydrolise speelt een cruciale rol: G-actine bindt ATP, en zodra het wordt geïntegreerd in een filament wordt ATP gehydrolyseerd tot ADP. Dit draagt bij aan filamentde stabiliteit en vergemakkelijkt disassembly, wat samen met plus-end groei kan leiden tot treadmilling onder bepaalde omstandigheden.

Inhibitie en stabilisatie kennen specifieke medicijnen: latrunculine bindt G-actine, cytochalasine cappeert het barbed-end, en phalloidine stabiliseert F-actine. De polymerisatie ondersteunt talrijke cellulaire functies zoals lamellipodiën en filopodiën, cytokinese en vesicle-trafficking, en werkt nauw samen met actine-bindende motoren zoals myosine in spier- en niet-spiercellen.