Parallel actin bundles and their multiple actin-bundling proteins
J.R. Bartles
Curr.Opinion Cell Biol. 2000. V. 12. N 1. P. 72-78
Curr.Opinion Cell Biol. 2000. V. 12. N 1. P. 72-78
Клетки обладают способность организовывать свои актиновые филаменты в высокого порядка перекрестно-связанные структуры, которые оказывают выраженное влияние на форму, деления, адгезивность, подвижность клеток и/или передачу сигналов.Одним из типов поперечно связанных структур являются параллельные актиновые пучки , в которых актиновые филаменты располагаются аксиально, уппакованы относительно плотно и имеют одну и ту же полярность. Параллельные актиновые пучки обнаруживаются в различных сложных структурах, где они, по-видимому, функционируют частично как остов, который помогает поддерживать или стабилизировать клеточные выпячивания, инвагинации или домены плазменных мембран. Поперечно связанные актиновые филаменты для образования параллельных пучков нуждаются в актн-связующих белках, содержащих множественные актин-связывающие сайты на мономер и регуляторные домены, которые делают их чувствительныи к специфическим стимулам, таким как изменения концентрации ионов кальция.
| Все об актине на сайте Actin Severing and Capping filamin family of actin filament crosslinking proteins actin-binding proteins |
Electron Micrograph of Platelet Membrane-Associated Actin/Spectrin Network
Нейросекреторные щетинки у дрозофилы
В щетинках паралельные актиновые пучки идут вдоль всей длины щетинки за пределами плазменных мембран. Они возникают в результате конец-в-конец соединений. Необходимы, по крайней мере , 2 актин-связующие белка ащклув и афысшт, кодируемые генами ащклув и ыштпув. Ащклув действует первым и контролирует большинство инициальных аспектов сборки пучков. Фасцин действует вторым и является источником регулярных поперечных мостиков, выЯвляемых с интервалом в 12 нм, в результате пучки становятся прямыми и негнущимися. Фасцин, по-видимому, связывается с актиновыми филаментами с относительно низким сродством. Он присутствует в избытке в щетиночном компартменте и цитоплазме щетиночной клетки еще до накопления актиновых пучков. Возможно, что присоединившийся форкед создает дополнительные места связывания на актиновой филаменте для фасцина, возможно путем изменения конформации актиновых субъединиц (напр., fimbrin)или закручивания на актиновой фламенте (напр., cofilin). Актин-связывающая и актин-связующая активность фасцин ингибируется фосфорилированием Сер39 с помощью протеин киназы С или включением caldesmon и tropomyosin. Ингибитор протеин киназ, stauroporine, блокирует или вызывает реверсию поперечных связей актиновых пучков в щетинках.Brush border microvilli
Мнoгочисленые, регулярные пальце-образные выпячивания драматически увеличиваются в в апикальной плазменной мембране абсорбтивных эпителиальных клеток (Рис. 1b). Для образования сердцевины из параллельных актиновых пучков микроворсинок помимо villin и fimbrin/plastin необходим третьий актин-связующий белок , small epsin.. Эспины обнаруживают интригующее сходство с с форкед белком дрозофилы, который включает 66 аминокислотный пептид на 39% идентиченый, центрально распложенные богатые пролином пептиды и Т-терминальные анкирин-подобные повторы в больших изформах. Присутствие малого эспина минимально по сравнению с виллином и фимбрин/пластином, он, по-видимому, накапливается в щетиночном крае позже во время его сборки. Он, пол-видимому, добавляется к осевому пучку, который в основном уже сформирован, чтобы закрепить структуру на месте с помощью стабильных поперечных связей, которые обладают высоким сроюством и в отличие от вилина и фимбрина/пластина нечувствительны к изменениям концентрация ионов кальция.
Установлено, что виллин необязателен для образования собственно пучков актина в микроворсинках щетиночного края, но он м. действительно участвовать в обеспечении индуцироваанных ионами кальция перестройках осевого актинового пучка микроворсинки в ответ на повреждение клетки. Драматические перестройки происходят и в других условиях, таких как инфекция и во время почечной ишемии или АТФ depletion/repletion.
Цитоплазматические пучки актина в питающих клетках дрозофилы
Параллельные пучки актина идут от плазматических мембран питающих клеток и формируют клетку вокруг ядра, которая препятствует долям ядра закупоривать кольцевые канальцы во время высвобождения цитоплазмаических компоненот питающих клеток в ооцит. Для сборки этих пучков необходимы два поперечно связующих актин белка quail (гомолог виллина) и фасцин, кодируемых соотв. генами quail и singed. У мутантов по этим генам не образуются актиновые пучки и возникает стерильность. Quail в этой системе действует как bona fide актин-связующий белок независимо от концентрации ионов кальция. Quail частично может замещать фасцин в этой системе.
Стереоцилии волосковых клеток
Эти высоко специализированные пальце-образные проекции организованы в ряды на апикальной поверхности волосковых клеток. Их сборка ступенчатый процесс. Хотя фимбрин/пластин является одним из основных актин-связующих белков, но действует еще один. Недавно идентифицирована новая изоформа espin. Мутации, вызывающие глухоту и вызывающие дефекты организации или параметров стереоцилий волосковых клеток, кдируют неконвенциональные миозины VIIA, VI и XV. Миозины VIIA, VI располагаются в кутикулярной пластинке, специализированной гель-содержащей актиновой филаменте, аналоге щетиночного края, терминальной складке, располагающейся позади стереоцилий волосковых клеток, а миозин МШШФ обнаружен также в поперечных связях между соседними стероцилиями. Другой неконвенциональный миозин Ш?иуефж и новый актин-ассоциированный белок 2Е4 (лфзешт) располагаются на кончиках стереоцилий воосковых клеток.
Эктоплазматические специализации клеток Сертоли
Эти межклеточные соединения, которые как полагают закрепляют сперматиды во время большей части сперматогенеза. Установлено, что в местах, где клетки Сертоли контактируют с головками удлинняющихся сперматид, эктоплазматические специализации характеризуются ультраструктурно наличем уникльных соединительных бляшек, которые содержат тонкий слой параллельных актиновых пучков в виде сендвича между плазматической мембраной клеток Сертоли и с соединенными уплощенными цистернами эндоплазматического ретикулема. Параллельные актиновые пучки эктоплазматических специализаций соединительных бляшек функциоируют частично как остов, котрый поддердивает и стпабилизирует адгезивный домен плазменной мембраны клеток Сертоли. Предполагается, что они действуют косвенно путем связи с цистернами эндоплазматического ретикулема, посредством связи с подлежащей сетью микртрубочек, которая м. реагировать на изменения в глубине комплекса эктоплазматические специализации-сперматиды в семявыносящем эпителии.
Эспин идентифицирован в качестве компонента параллельных актиновых пучков соединительных бляшек. Этот эспин имеет общий С-терминальный актин-связующий модуль в 116 аминокислот с малым эспином микроворсинок щетиночного края, но имеет более длинное N-окончание с множественными мотивами для межбелковых взаимодействий, 8 анкирин-подобных повтора и два богатых пролином пептида и добавочным актин-связывающим сайт. В отличие от малого эспина он является большим актин-связующим белком соединитеьных блюяшек. В этих эктоплазматических специализациях обнаружены также винкулин и α-актинин и белок, сходный с фимбрином.