Białka wiążące aktynę (ang.: actin-binding proteins, ABPs) – białka zasocjowane z cytoszkieletem, występujące również w jądrze, wiążą aktynę, w tym aktynę jądrową. Odpowiadają za regulację aktywności aktyny związanej z jej funkcjami w komórce: jej polimeryzację i depolimeryzację - wpływają na równowagę między wolnymi monomerami G-aktyny i polimerami F-aktyny tworzącymi mikrofilamenty aktyny, którym nadają znaczenie funkcjonalne, kontrolują ich powstawanie, wydłużanie, rozcinanie, zabezpieczanie końców (tzw. czapkowanie), wiązanie krzyżowe, tworzenie struktur supramolekularnych filamentów jak sieci i wiązki. Drugą aktywnością którą regulują jest tworzenie torów aktyny po których mogą poruszać się miozyny. Odrębną grupą od białek regulujących dynamikę cytoszkieletu są poruszające się po mikrofilamentach białka motoryczne.
Liczbę klas białek wiążących aktynę szacuje się na 60, 70, do 100 zależnie od przyjętej definicji.
Pozycja Strukturalne podstawy biologii komórki (PWN, 2022) wyróżnia następujące klasy ABPs:
wiążące monomery aktyny Np. profilina, tymozyna-β4 regulujące wydłużanie się filamentów (ang. actin filament polymerases) – Kontrolują rozpoczęcie polimeryzacji filamentu, które nie jest w komórce faworyzowanym zjawiskiem, gdyż przeciwdziałają mu wiążące monomery profilina i tymozyna-β4. W szczególności białka Arp2 i Arp3 tworzą kompleks Arp2/3 który z udziałem czynników promujących nukleację, białek z rodziny WASP, umożliwia rozpoczęcie polimeryzacji nowego filamentu pod kątem od wyjściowego. Powstałe rozgałęzienia filamentów (actin filament branch) wchodzą w skład lamelipodiów. rozcinające filamenty (severing proteins) – Regulują długość filamentów przerywając je, po związaniu się z podjednostką G-aktyny w dowolnym miejscu filamentu. Wyróżnia się dwie rodziny tych białek z uwagi na wielkość: <15 kDa oraz wielodomenowe białka z rodziny gelsolin. Aktywność przerywania filamentów mają też niektóre forminy. Kofilina odgrywa rolę w ruchliwości komórek i cytokinezie. Inne przykłady tych białek to gelsolina i wilina. wiążące filamenty krzyżowo lub w pęczki (cross-linking proteins) – Łączą filamenty położone blisko i równolegle względem siebie, tym samym stabilizując ich struktury wyższego rzędu (sieci, wiązki, filopodia, lamelipodia). W ich budowie można wyróżnić tzw. domeny wiążące aktynę (actin binding domains, ABDs) Dwa filamenty łączone są przez dwa miejsca wiązania aktyny jednego białka, lub dwie podjednostki białka oligomerycznego. Sposób wiązania ma związek z gęstością powstałych sieci filamentów. Powinowactwo ABDs tej rodziny białek do F-aktyny jest stosunkowo niewielkie (Kd rzędu 10 μM), przez co podlegają one stałej wymianie w strukturach filamentów. Ma to znaczenie dla ich właściwości mechanicznych. Np. fimbryna, fodryna, filamina, α-aktynina. zabezpieczające końce (czapkujące) (capping proteins) – Białka te wiążą się zwykle do końca (+) filamentu (wyjątkiem jest tropomodulina), uniemożliwiając jego dalszą polimeryzację. Np. fragmina, brewina, β-aktynina W podręczniku Cytobiochemia (PWN, 2002) wyróżniono 6 klas białek, podział ten nie obejmuje kofiliny:
– białka stabilizujące monomery aktyny (np. profilina), – białka inicjujące polimeryzacje monomerów oraz blokujące jedno z dwu zakończeń mikrofilamentów (np. gelsolina, wilina, fragmina), – białka stabilizujące mikrofilamenty (np. tropomiozyna mięśniowa, troponina), – białka formujące siateczkę mikrofilamentów (np. miozyna, filamina, spektryna), – białka formujące wiązki mikrofilamentów (np. alfa-aktynina), – białka przymocowujące włókna aktyny do podstruktur komórki (np. winkulina).
U roślin białka wiążące aktynę kontrolują: proporcje między aktyną G i aktyną F składanie mikrofilamentów formowanie i rearanżacje złożonych struktur aktynowych
U roślin występują: profilina, kofilina, formina, fimbryna, wiliny. Roślinne białka wiążące aktynę zaliczają się do kilku klas.
Przypisy
Bibliografia
Linki zewnętrzne
The Encyclopaedia of Actin-Binding Proteins (and Drugs) - alfabetyczny spis białek wiążących aktynę na stronie Maciver Lab, grupy badawczej Uniwersytetu Edynburskiego
Kategoria:Białka