stringtranslate.com

Актин

Актин — это семейство глобулярных многофункциональных белков , которые образуют микрофиламенты в цитоскелете и тонкие нити в мышечных фибриллах . Он обнаружен практически во всех эукариотических клетках , где может присутствовать в концентрации более 100 мкМ ; его масса составляет примерно 42  кДа , а диаметр — от 4 до 7 нм.

Актиновый белок — это мономерная субъединица двух типов филаментов в клетках: микрофиламентов , одного из трех основных компонентов цитоскелета, и тонких филаментов, части сократительного аппарата в мышечных клетках. Он может присутствовать либо в виде свободного мономера, называемого G-актином (глобулярный), либо в виде части линейного полимерного микрофиламента, называемого F-актином (нитевидный), оба из которых необходимы для таких важных клеточных функций, как подвижность и сокращение клеток во время деления клеток .

Актин участвует во многих важных клеточных процессах, включая сокращение мышц, подвижность клеток , деление клеток и цитокинез , движение везикул и органелл , клеточную сигнализацию , а также установление и поддержание клеточных соединений и формы клеток. Многие из этих процессов опосредованы обширными и тесными взаимодействиями актина с клеточными мембранами . [2] У позвоночных были идентифицированы три основные группы изоформ актина : альфа , бета и гамма . Альфа-актины, обнаруженные в мышечных тканях, являются основным компонентом сократительного аппарата. Бета- и гамма-актины сосуществуют в большинстве типов клеток как компоненты цитоскелета и как медиаторы внутренней подвижности клеток . Считается, что разнообразный спектр структур, образованных актином, позволяющий ему выполнять такой широкий спектр функций, регулируется посредством связывания тропомиозина вдоль нитей. [3]

Способность клетки динамически формировать микрофиламенты обеспечивает каркас, который позволяет ей быстро перестраиваться в ответ на окружающую среду или внутренние сигналы организма , например, для увеличения абсорбции клеточной мембраны или увеличения адгезии клеток для формирования клеточной ткани . Другие ферменты или органеллы , такие как реснички, могут быть прикреплены к этому каркасу для контроля деформации внешней клеточной мембраны , что позволяет осуществлять эндоцитоз и цитокинез . Он также может производить движение либо сам по себе, либо с помощью молекулярных моторов . Таким образом, актин способствует таким процессам, как внутриклеточный транспорт везикул и органелл, а также мышечное сокращение и клеточная миграция . Поэтому он играет важную роль в эмбриогенезе , заживлении ран и инвазивности раковых клеток. Эволюционное происхождение актина можно проследить до прокариотических клеток , которые имеют эквивалентные белки. [4] Гомологи актина из прокариот и архей полимеризуются в различные спиральные или линейные нити, состоящие из одной или нескольких нитей. Однако внутрицепочечные контакты и сайты связывания нуклеотидов сохраняются у прокариот и архей. [5] Наконец, актин играет важную роль в контроле экспрессии генов .

Большое количество болезней и заболеваний вызвано мутациями в аллелях генов , которые регулируют выработку актина или связанных с ним белков. Выработка актина также является ключом к процессу заражения некоторыми патогенными микроорганизмами . Мутации в различных генах, которые регулируют выработку актина у людей, могут вызывать мышечные заболевания , изменения в размере и функции сердца, а также глухоту . Состав цитоскелета также связан с патогенностью внутриклеточных бактерий и вирусов , особенно в процессах, связанных с уклонением от действий иммунной системы . [6]

Функция

Основная роль актина в клетке заключается в формировании линейных полимеров, называемых микрофиламентами , которые выполняют различные функции в структуре клетки, сетях транспортировки, миграции и репликации. [7] Многогранная роль актина зависит от нескольких свойств микрофиламентов: во-первых, образование актиновых филаментов обратимо, и их функция часто включает в себя прохождение быстрой полимеризации и деполимеризации. Во-вторых, микрофиламенты поляризованы, т. е. два конца филамента отличаются друг от друга. В-третьих, актиновые филаменты могут связываться со многими другими белками, которые вместе помогают модифицировать и организовывать микрофиламенты для их разнообразных функций. [7]

В большинстве клеток актиновые нити образуют более масштабные сети, которые необходимы для многих ключевых функций: [8]

Актин чрезвычайно распространен в большинстве клеток, составляя 1–5% от общей массы белка большинства клеток и 10% мышечных клеток. [7]

Белок актин находится как в цитоплазме , так и в ядре клетки . [9] Его местоположение регулируется путями передачи сигналов клеточной мембраны , которые интегрируют стимулы, получаемые клеткой, стимулируя реструктуризацию сетей актина в ответ. [10]

Цитоскелет

Флуоресцентная микрофотография, показывающая F-актин (зеленый) в фибробластах крысы.

Существует ряд различных типов актина с немного отличающимися структурами и функциями. α-актин находится исключительно в мышечных волокнах , в то время как β- и γ-актин находятся в других клетках. Поскольку последние типы имеют высокую скорость оборота, большинство из них находятся вне постоянных структур. Микрофиламенты, обнаруженные в клетках, отличных от мышечных, присутствуют в трех формах: [11]

Объединенный стек конфокальных изображений, показывающих актиновые филаменты внутри клетки. Изображение было закодировано цветом по оси z, чтобы показать на 2D-изображении, на какой высоте филаменты могут находиться внутри клеток.

Дрожжи

Цитоскелет актина является ключевым для процессов эндоцитоза , цитокинеза , определения полярности клеток и морфогенеза у дрожжей . Помимо зависимости от актина, эти процессы включают 20 или 30 ассоциированных белков, которые все имеют высокую степень эволюционной консервативности, а также множество сигнальных молекул. Вместе эти элементы позволяют пространственно и временно модулированную сборку, которая определяет реакцию клетки как на внутренние, так и на внешние стимулы. [13]

Дрожжи содержат три основных элемента, которые связаны с актином: патчи, кабели и кольца. Несмотря на то, что они не существуют долго, эти структуры подвержены динамическому равновесию из-за постоянной полимеризации и деполимеризации. Они обладают рядом вспомогательных белков, включая ADF/кофилин, который имеет молекулярную массу 16 кДа и кодируется одним геном, называемым COF1 ; Aip1, кофактор кофилина, который способствует разборке микрофиламентов; Srv2/CAP, регулятор процесса, связанный с белками аденилатциклазы ; профилин с молекулярной массой приблизительно 14 кДа, который связан/ассоциирован с мономерами актина; и твинфилин, белок массой 40 кДа, участвующий в организации патчей. [13]

Растения

Исследования генома растений выявили существование изовариантов белков в семействе генов актина. В Arabidopsis thaliana , модельном организме , существует десять типов актина, шесть профилинов и десятки миозинов. Это разнообразие объясняется эволюционной необходимостью обладать вариантами, которые немного отличаются по своей временной и пространственной экспрессии. [4] Большинство этих белков были совместно экспрессированы в анализируемой ткани . Актиновые сети распределены по всей цитоплазме клеток, которые были выращены in vitro . Существует концентрация сети вокруг ядра, которая связана спицами с клеточной корой, эта сеть является высокодинамичной, с непрерывной полимеризацией и деполимеризацией. [14]

Структура С-концевого субдомена виллина , белка, способного расщеплять микрофиламенты [15]

Хотя большинство растительных клеток имеют клеточную стенку , которая определяет их морфологию, их микрофиламенты могут генерировать достаточную силу для достижения ряда клеточных активностей, таких как цитоплазматические токи, генерируемые микрофиламентами и миозином. Актин также участвует в движении органелл и в клеточном морфогенезе, которые включают в себя деление клеток , а также удлинение и дифференциацию клетки. [16]

Наиболее примечательные белки, связанные с актиновым цитоскелетом в растениях, включают: [16] виллин , который принадлежит к тому же семейству, что и гельзолин /северин, и способен разрезать микрофиламенты и связывать мономеры актина в присутствии катионов кальция; фимбрин , который способен распознавать и объединять мономеры актина и который участвует в образовании сетей (путем другого процесса регуляции, чем у животных и дрожжей); [17] формины , которые способны действовать как зародышеобразующий агент полимеризации F-актина; миозин , типичный молекулярный мотор, специфичный для эукариот, который у Arabidopsis thaliana кодируется 17 генами в двух различных классах; CHUP1, который может связывать актин и участвует в пространственном распределении хлоропластов в клетке; KAM1/MUR3, определяющие морфологию аппарата Гольджи , а также состав ксилоглюканов в клеточной стенке; NtWLIM1, способствующий возникновению актиновых клеточных структур; и ERD10, участвующий в ассоциации органелл в мембранах и микрофиламентах и, по-видимому, играющий роль, связанную с реакцией организма на стресс .

Ядерный актин

Ядерный актин был впервые замечен и описан в 1977 году Кларком и Мерриамом. [18] Авторы описывают белок, присутствующий в ядерной фракции, полученной из ооцитов Xenopus laevis , который показывает те же особенности, что и скелетно-мышечный актин. С тех пор было много научных отчетов о структуре и функциях актина в ядре (для обзора см.: Hofmann 2009. [19] ) Контролируемый уровень актина в ядре, его взаимодействие с актин-связывающими белками (ABP) и наличие различных изоформ позволяют актину играть важную роль во многих важных ядерных процессах. [20]

Транспорт через ядерную мембрану

Последовательность актина не содержит сигнала ядерной локализации. Небольшой размер актина (около 43 кДа) позволяет ему проникать в ядро ​​путем пассивной диффузии. [21] Импорт актина в ядро ​​(вероятно, в комплексе с кофилином) облегчается импортным белком импортином 9. [22]

Низкий уровень актина в ядре, по-видимому, важен, поскольку актин имеет два сигнала ядерного экспорта (NES) в своей последовательности. Микроинъецированный актин быстро удаляется из ядра в цитоплазму. Актин экспортируется по крайней мере двумя способами: через экспортин 1 и экспортин 6. [ 23] [24] Конкретные модификации, такие как SUMOylation, позволяют удерживать ядерный актин. Мутация, предотвращающая SUMOylation, вызывает быстрый экспорт бета-актина из ядра. [25]

Организация

Ядерный актин существует в основном в виде мономера, но может также образовывать динамические олигомеры и короткие полимеры. [26] [27] [28] Организация ядерного актина различается в разных типах клеток. Например, в ооцитах Xenopus (с более высоким уровнем ядерного актина по сравнению с соматическими клетками) актин образует нити, которые стабилизируют архитектуру ядра. Эти нити можно наблюдать под микроскопом благодаря окрашиванию фаллоидином, конъюгированным с флуорофором. [18] [21]

Однако в ядрах соматических клеток актиновые нити не могут быть обнаружены с помощью этой техники. [29] Анализ ингибирования ДНКазы I, единственный тест, который позволяет количественно определить полимеризованный актин непосредственно в биологических образцах, показал, что эндогенный ядерный актин действительно встречается в основном в мономерной форме. [28]

Точно контролируемый уровень актина в ядре клетки, ниже, чем в цитоплазме, предотвращает образование филаментов. Полимеризация также снижается из-за ограниченного доступа к мономерам актина, которые связаны в комплексах с ABP, в основном с кофилином. [30]

Изоформы актина

В ядре клетки присутствуют различные изоформы актина. Уровень изоформ актина может меняться в ответ на стимуляцию роста клеток или остановку пролиферации и транскрипционной активности. [31] Исследования ядерного актина сосредоточены на изоформе бета. [32] [33] [34] [35] Однако использование антител, направленных против различных изоформ актина, позволяет идентифицировать не только цитоплазматический бета в ядре клетки, но также альфа- и гамма-актин в определенных типах клеток. [28] [36] [37] Присутствие различных изоформ актина может оказывать существенное влияние на его функцию в ядерных процессах, поскольку уровень отдельных изоформ может контролироваться независимо. [28]

Функции

Функции актина в ядре связаны с его способностью полимеризоваться и взаимодействовать с различными АБП и структурными элементами ядра. Ядерный актин участвует в:

Благодаря своей способности претерпевать конформационные изменения и взаимодействовать со многими белками, актин действует как регулятор образования и активности белковых комплексов, таких как транскрипционный комплекс. [42]

Движение клеток

Актин также участвует в движении клеток. Сетка актиновых нитей отмечает передний край движущейся клетки, а полимеризация новых актиновых нитей толкает клеточную мембрану вперед в виде выступов, называемых ламеллиподиями . [60] [61] [62] Эти мембранные выступы затем прикрепляются к субстрату, образуя структуры, известные как фокальные адгезии , которые соединяются с актиновой сетью. [62] После прикрепления задняя часть тела клетки сокращается, выдавливая свое содержимое вперед за точку адгезии. [62] Как только точка адгезии переместилась в заднюю часть клетки, клетка разбирает ее, позволяя задней части клетки двигаться вперед. [62]

Структура сердечного саркомера с участием актина и миозина

Движение актина/миозина

Помимо физической силы, создаваемой полимеризацией актина, микрофиламенты облегчают движение различных внутриклеточных компонентов, выступая в качестве пути, по которому перемещается семейство двигательных белков, называемых миозинами . [63]

Сокращение мышц

Структура саркомера , основной морфологической и функциональной единицы скелетных мышц, содержащей актин

Актин играет особенно важную роль в мышечных клетках, которые в основном состоят из повторяющихся пучков актина и миозина II . [64] Каждая повторяющаяся единица, называемая саркомером , состоит из двух наборов противоположно ориентированных нитей F-актина («тонкие нити»), переплетенных с пучками миозина («толстые нити»). Два набора нитей актина ориентированы так, что их (+) концы встроены в оба конца саркомера в разграничивающих структурах, называемых Z-дисками . [64] Миозиновые фибриллы находятся посередине между наборами нитей актина, причем нити обращены в обоих направлениях. Когда мышца сокращается, нити миозина движутся вдоль нитей актина к (+) концу, стягивая концы саркомера вместе и укорачивая его примерно на 70% его длины. [64] Чтобы двигаться вдоль нити актина, миозин должен гидролизовать АТФ; Таким образом, АТФ служит источником энергии для сокращения мышц. [64]

В состоянии покоя белки тропомиозин и тропонин связываются с актиновыми нитями, предотвращая присоединение миозина. [64] Когда сигнал активации (т. е. потенциал действия ) достигает мышечного волокна, он запускает высвобождение Ca 2+ из саркоплазматического ретикулума в цитозоль. Результирующий скачок цитозольного кальция быстро высвобождает тропомиозин и тропонин из актиновой нити, позволяя миозину связываться и начинать сокращение мышцы. [65]

Деление клеток

На последних стадиях деления клетки многие клетки образуют кольцо актина в средней точке клетки. Это кольцо, метко названное « сократительным кольцом », использует механизм, аналогичный механизму мышечных волокон, где миозин II тянет вдоль актинового кольца, заставляя его сокращаться. [66] Это сокращение расщепляет родительскую клетку на две части, завершая цитокинез . [66] Сократительное кольцо состоит из актина, миозина, анилина и α-актинина . [67] У делящихся дрожжей Schizosaccharomyces pombe актин активно формируется в сжимающем кольце с участием Arp3 , формина Cdc12, профилина и WASp , а также предварительно сформированных микрофиламентов. После того, как кольцо построено, структура поддерживается непрерывной сборкой и разборкой, которая, при поддержке комплекса Arp2/3 и форминов, является ключом к одному из центральных процессов цитокинеза. [68]

Внутриклеточный трафик

Пары актин-миозин также могут участвовать в перемещении различных мембранных везикул и органелл внутри клетки. Миозин V активируется путем связывания с различными рецепторами груза на органеллах, а затем перемещается вдоль актиновой нити к (+) концу, увлекая за собой свой груз. [69]

Эти нетрадиционные миозины используют гидролиз АТФ для транспортировки грузов, таких как везикулы и органеллы, направленным образом, гораздо быстрее, чем диффузия. Миозин V движется к зазубренному концу актиновых нитей, в то время как миозин VI движется к заостренному концу. Большинство актиновых нитей расположены зазубренным концом к клеточной мембране, а заостренным концом к внутренней части клетки. Такое расположение позволяет миозину V быть эффективным двигателем для экспорта грузов, а миозину VI быть эффективным двигателем для импорта.

Другие биологические процессы

Флуоресцентная визуализация динамики актина во время первого эмбрионального деления клеток C. elegans . Сначала актиновые нити собираются в верхней части клетки, способствуя тем самым асимметричному делению клеток . Затем, через 10 с, можно наблюдать образование сократительного актинового кольца.

Традиционное представление о функции актина связывает его с поддержанием цитоскелета и, следовательно, с организацией и движением органелл, а также с определением формы клетки. [11] Однако актин играет более широкую роль в физиологии эукариотических клеток, в дополнение к аналогичным функциям у прокариот .

Схема zonula occludens или плотного соединения, структуры, которая соединяет эпителий двух клеток. Актин является одним из якорных элементов, показанных зеленым цветом.

Структура

Ленточная диаграмма актинового мономера из скелетной мышцы кролика, поверхность молекулы показана полупрозрачной. Четыре субдомена, а также связанный АТФ и ион кальция аннотированы.

Мономерный актин, или G-актин, имеет глобулярную структуру, состоящую из двух долей, разделенных глубокой щелью. [85] Дно щели представляет собой «складку АТФазы», ​​структуру, сохраняющуюся среди АТФ и ГТФ-связывающих белков, которая связывается с ионом магния и молекулой АТФ. [85] Связывание АТФ или АДФ необходимо для стабилизации каждого мономера актина; без связывания одной из этих молекул актин быстро денатурируется . [ 85]

Модель рентгеновской кристаллографии актина, полученная Кабшем из поперечно-полосатой мышечной ткани кроликов , наиболее часто используется в структурных исследованиях, поскольку она была очищена первой . Кристаллизованный Кабшем G-актин имеет размеры приблизительно 67 x 40 x 37 Å , молекулярную массу 41 785 Да и предполагаемую изоэлектрическую точку 4,8. Его чистый заряд при pH = 7 равен -7. [86] [87]

Первичная структура

Элзинга и его коллеги впервые определили полную пептидную последовательность для этого типа актина в 1973 году, а более поздняя работа того же автора добавила дополнительные детали к модели. Она содержит 374 аминокислотных остатка. Ее N-конец является сильнокислотным и начинается с ацетилированного аспартата в ее аминогруппе. В то время как ее C-конец является щелочным и образован фенилаланином, которому предшествует цистеин , который имеет определенную степень функциональной важности. Оба крайних положения находятся в непосредственной близости в пределах I-субдомена. Аномальный N τ -метилгистидин расположен в позиции 73. [87]

Третичная структура — домены

Третичная структура образована двумя доменами, известными как большой и малый, которые разделены щелью, центрированной вокруг места связи с АТФ - АДФ + P i . Ниже находится более глубокая выемка, называемая «бороздкой». В нативном состоянии , несмотря на их названия, оба имеют сопоставимую глубину. [86]

Обычная конвенция в топологических исследованиях означает, что белок показан с самым большим доменом на левой стороне и самым маленьким доменом на правой стороне. В этом положении меньший домен, в свою очередь, делится на два: субдомен I (нижнее положение, остатки 1–32, 70–144 и 338–374) и субдомен II (верхнее положение, остатки 33–69). Больший домен также делится на два: субдомен III (нижний, остатки 145–180 и 270–337) и субдомен IV (верхний, остатки 181–269). Открытые области субдоменов I и III называются «зазубренными» концами, в то время как открытые области доменов II и IV называются «заостренными» концами. Эта номенклатура относится к тому факту, что из-за малой массы субдомена II актин является полярным; важность этого будет обсуждаться ниже при обсуждении динамики сборки. Некоторые авторы называют субдомены Ia, Ib, IIa и IIb соответственно. [88]

Другие важные структуры

Наиболее примечательная супервторичная структура — это пятицепочечный бета-слой , состоящий из β-меандра и β-α-β по часовой стрелке. Он присутствует в обоих доменах, что позволяет предположить, что белок возник в результате дупликации гена. [89]

F-актин

F-актин; поверхностное представление повторения 13 субъединиц на основе модели актиновых филаментов Кена Холмса [91]

При различных условиях молекулы G-актина полимеризуются в более длинные нити, называемые «нитевидными» или «F-актином». Эти нити F-актина обычно состоят из двух спиральных нитей актина, намотанных друг на друга, образуя спираль шириной 7–9 нанометров , которая повторяется каждые 72 нанометра (или каждые 14 субъединиц G-актина). [92] В нитях F-актина все молекулы G-актина ориентированы в одном направлении. Два конца нити F-актина отличаются друг от друга. На одном конце — обозначенном как (−) конец — АТФ-связывающая щель терминальной молекулы актина обращена наружу. На противоположном конце — обозначенном как (+) конец — АТФ-связывающая щель скрыта в нити, контактируя с соседней молекулой актина. [92] По мере роста нитей F-актина новые молекулы имеют тенденцию присоединяться к (+) концу существующей нити F-актина. Наоборот, нити имеют тенденцию сокращаться, сбрасывая мономеры актина с (−) конца нити. [92]

Некоторые белки, такие как кофилин, по-видимому, увеличивают угол поворота, но это снова можно интерпретировать как установление различных структурных состояний. Они могут быть важны в процессе полимеризации. [93]

Меньше согласия относительно измерений радиуса поворота и толщины нити: в то время как первые модели приписывали длину 25 Å, текущие данные рентгеновской дифракции, подкрепленные криоэлектронной микроскопией, предполагают длину 23,7 Å. Эти исследования показали точные точки контакта между мономерами. Некоторые из них образованы единицами одной и той же цепи, между «зазубренным» концом одного мономера и «заостренным» концом следующего. В то время как мономеры в соседних цепях осуществляют боковой контакт через выступы из субдомена IV, причем наиболее важными выступами являются те, которые образованы С-концом и гидрофобной связью, образованной тремя телами, включающими остатки 39–42, 201–203 и 286. Эта модель предполагает, что нить образована мономерами в «листовой» формации, в которой субдомены поворачиваются вокруг себя, эта форма также обнаружена в гомологе бактериального актина MreB . [94]

Термины «заостренный» и «зазубренный», относящиеся к двум концам микрофиламентов, происходят от их внешнего вида под просвечивающим электронным микроскопом, когда образцы исследуются с помощью метода подготовки, называемого «декорированием». Этот метод заключается в добавлении фрагментов миозина S1 к ткани, которая была зафиксирована дубильной кислотой . Этот миозин образует полярные связи с мономерами актина, создавая конфигурацию, которая выглядит как стрелы с оперением перьев вдоль ее стержня, где стержень — это актин, а оперение — миозин. Следуя этой логике, конец микрофиламента, на котором нет выступающего миозина, называется острием стрелы (−-конец), а другой конец называется зазубренным концом (+-конец). [95] Фрагмент S1 состоит из доменов головы и шеи миозина II . В физиологических условиях G-актин ( мономерная форма) трансформируется в F-актин ( полимерная форма) с помощью АТФ, где роль АТФ имеет важное значение. [96]

Спиральная нить F-актина, обнаруженная в мышцах, также содержит молекулу тропомиозина , которая представляет собой белок длиной 40 нанометров , который обернут вокруг спирали F-актина. [97] Во время фазы покоя тропомиозин покрывает активные участки актина, так что взаимодействие актина и миозина не может иметь место и вызывать мышечное сокращение. Существуют и другие молекулы белка, связанные с нитью тропомиозином, это тропонины , которые имеют три полимера: тропонин I , тропонин T и тропонин C. [ 98]

F-актин является одновременно сильным и динамичным. В отличие от других полимеров , таких как ДНК , чьи составные элементы связаны вместе ковалентными связями , мономеры актиновых филаментов собираются более слабыми связями. [99] Боковые связи с соседними мономерами решают эту аномалию, которая в теории должна ослаблять структуру, поскольку они могут быть разрушены термическим перемешиванием. Кроме того, слабые связи дают преимущество в том, что концы филаментов могут легко высвобождать или включать мономеры. Это означает, что филаменты могут быстро ремоделироваться и могут изменять клеточную структуру в ответ на стимул окружающей среды. Что, наряду с биохимическим механизмом, с помощью которого это вызывается, известно как «динамика сборки». [6]

Складной

Ленточная модель, полученная с использованием программы PyMOL на кристаллографах ( PDB : 2ZDI ​) белков префолдина , обнаруженных в архее Pyrococcus horikoshii . Шесть супервторичных структур присутствуют в спиральной спиральной структуре, «свисающей» с центральных бета - бочек . В литературе их часто сравнивают со щупальцами медузы . Насколько можно видеть с помощью электронной микроскопии , эукариотический префолдин имеет похожую структуру. [100]

Актин может спонтанно приобретать большую часть своей третичной структуры . [101] Однако способ, которым он приобретает свою полностью функциональную форму из своей вновь синтезированной нативной формы, является особым и почти уникальным в химии белков. Причиной этого особого пути может быть необходимость избегать присутствия неправильно сложенных мономеров актина, которые могут быть токсичными, поскольку они могут действовать как неэффективные терминаторы полимеризации. Тем не менее, это ключ к установлению стабильности цитоскелета, и, кроме того, это существенный процесс для координации клеточного цикла . [102] [103]

CCT требуется для обеспечения правильного сворачивания. CCT — это шаперонин группы II, большой белковый комплекс, который помогает в сворачивании других белков. CCT образован двойным кольцом из восьми различных субъединиц (гетерооктамерный) и отличается от шаперонинов группы I, таких как GroEL , который встречается в Eubacteria и в эукариотических органеллах, поскольку ему не требуется ко-шаперон, который действовал бы как крышка над центральной каталитической полостью. Субстраты связываются с CCT через специфические домены. Первоначально считалось, что он связывается только с актином и тубулином , хотя недавние исследования иммунопреципитации показали, что он взаимодействует с большим количеством полипептидов , которые, возможно, функционируют как субстраты . Он действует через АТФ-зависимые конформационные изменения, которые иногда требуют нескольких раундов высвобождения и катализа для завершения реакции. [104]

Для успешного завершения фолдинга и актин, и тубулин должны взаимодействовать с другим белком, называемым префолдином , который представляет собой гетерогексамерный комплекс (образованный шестью различными субъединицами), во взаимодействии, которое настолько специфично, что молекулы коэволюционируют [ требуется ссылка ] . Актин образует комплексы с префолдином, пока он еще формируется, когда его длина составляет приблизительно 145 аминокислот , особенно тех, что находятся на N-конце. [105]

Для актина или тубулина используются различные субъединицы распознавания, хотя есть некоторое совпадение. В актине субъединицы, которые связываются с префолдином, вероятно, PFD3 и PFD4, которые связываются в двух местах: одно между остатками 60–79, а другое между остатками 170–198. Актин распознается, загружается и доставляется в цитозольный шаперонин (CCT) в открытой конформации внутренним концом «щупалец» префолдина (см. изображение и примечание). [101] Контакт при доставке актина настолько кратковременный, что третичный комплекс не образуется, немедленно освобождая префолдин. [100]

Ленточная модель апикального γ-домена шаперонина CCT

Затем CCT вызывает последовательное сворачивание актина, образуя связи с его субъединицами, а не просто заключая его в свою полость. [106] Вот почему он обладает специфическими областями распознавания в своем апикальном β-домене. Первая стадия сворачивания состоит из распознавания остатков 245–249. Затем другие детерминанты устанавливают контакт. [107] И актин, и тубулин связываются с CCT в открытых конформациях в отсутствие АТФ. В случае актина две субъединицы связываются во время каждого конформационного изменения, тогда как для тубулина связывание происходит с четырьмя субъединицами. Актин имеет специфические последовательности связывания, которые взаимодействуют с субъединицами δ и β-CCT или с δ-CCT и ε-CCT. После того, как AMP-PNP связывается с CCT, субстраты перемещаются внутри полости шаперонина. Также, по-видимому, в случае актина белок CAP необходим как возможный кофактор в конечных состояниях сворачивания актина. [103]

Точный способ регулирования этого процесса до сих пор не полностью изучен, но известно, что белок PhLP3 (белок, похожий на фосдуцин ) подавляет его активность посредством образования третичного комплекса. [104]

Каталитический механизм АТФазы

Актин является АТФазой , что означает, что это фермент , который гидролизует АТФ. Эта группа ферментов характеризуется медленными скоростями реакции. Известно, что эта АТФаза «активна», то есть ее скорость увеличивается примерно в 40 000 раз, когда актин образует часть филамента. [93] Референтное значение для этой скорости гидролиза в идеальных условиях составляет около 0,3 с −1 . Затем P i остается связанным с актином рядом с АДФ в течение длительного времени, пока он кооперативно не освободится из внутренней части филамента. [108] [109]

Точные молекулярные детали каталитического механизма до сих пор не полностью изучены. Хотя по этому вопросу ведутся многочисленные споры, кажется очевидным, что для гидролиза АТФ требуется «закрытая» конформация, и считается, что остатки, участвующие в процессе, перемещаются на соответствующее расстояние. [93] Глутаминовая кислота Glu137 является одним из ключевых остатков, который находится в субдомене 1. Ее функция заключается в связывании молекулы воды, которая производит нуклеофильную атаку на γ-фосфатную связь АТФ , в то время как нуклеотид прочно связан с субдоменами 3 и 4. Медленность каталитического процесса обусловлена ​​большим расстоянием и перекошенным положением молекулы воды по отношению к реагенту. Весьма вероятно, что конформационное изменение, вызванное вращением доменов между формами G и F актина, перемещает Glu137 ближе, позволяя его гидролиз. Эта модель предполагает, что полимеризация и функция АТФазы будут немедленно разделены. [94] [97] Трансформация «открытого» в «закрытое» между формами G и F и ее влияние на относительное движение нескольких ключевых остатков и образование водных связей были охарактеризованы в молекулярной динамике и моделировании квантовой механики/механики . [110] [111]

Динамика сборки

Образование микрофиламентов, демонстрирующее механизм полимеризации для преобразования G-актина в F-актин; обратите внимание на гидролиз АТФ.

Актиновые нити часто быстро собираются и разбираются, что позволяет им генерировать силу и поддерживать движение клеток. [112] Сборка классически происходит в три этапа. Во-первых, «фаза зарождения», в которой две-три молекулы G-актина медленно соединяются, образуя небольшой олигомер, который будет зарождать дальнейший рост. Во-вторых, «фаза удлинения», когда актиновая нить быстро растет за счет добавления множества молекул актина к обоим концам. По мере роста нити молекулы актина добавляются к (+) концу нити примерно в 10 раз быстрее, чем к (−) концу, и поэтому нити имеют тенденцию в первую очередь расти на (+) конце. [113] В-третьих, «фаза устойчивого состояния», где равновесие достигается, когда молекулы актина присоединяются и покидают нить с одинаковой скоростью, сохраняя длину нити. [112] В то время как длина нити остается постоянной в стационарной фазе, новые молекулы постоянно добавляются к (+) концу и отпадают от (−) конца, явление, называемое «бегущей дорожкой», поскольку данная молекула актина, по-видимому, движется вдоль нити. [114] В изоляции, будет ли нить расти или сокращаться, и как быстро, определяется концентрацией G-актина вокруг нити; [113] однако, в клетках динамика актиновых нитей сильно зависит от различных связывающих актин белков .

Актин-связывающие белки

Актиновый цитоскелет in vivo состоит не только из актина, для его формирования, продолжения и функционирования требуются и другие белки. Эти белки называются актин-связывающими белками , и они участвуют в полимеризации, деполимеризации, стабильности и организации актина. [115] Разнообразие этих белков таково, что актин считается белком, который принимает участие в наибольшем количестве белок-белковых взаимодействий . [116]

Атомная структура Arp2/3. [117] Каждый цвет соответствует субъединице: Arp3, оранжевый; Arp2, цвет морской волны (субъединицы 1 и 2 не показаны); p40, зеленый; p34, светло-голубой; p20, темно-синий; p21, пурпурный; p16, желтый.

Зарождение новых актиновых нитей — этап, ограничивающий скорость полимеризации актина — осуществляется с помощью актин-нуклеирующих белков, таких как формины (например, формин-2 ) и комплекс Arp2/3 . [118] Формины помогают зарождать длинные актиновые нити. Они связывают две свободные молекулы актин-АТФ, соединяя их. Затем, когда нить начинает расти, формин перемещается вдоль (+) конца растущей нити, все время привлекая актин-связывающие белки, которые способствуют росту нити, и исключая кэпирующие белки, которые блокируют расширение нити. [118] Ветви в актиновых нитях обычно зарождаются комплексом Arp2/3 совместно с факторами, способствующими зарождению. Факторы, способствующие зарождению, связывают две свободные молекулы G-актина, затем привлекают и активируют комплекс Arp2/3. Активированный комплекс Arp2/3 прикрепляется к существующему актиновому филаменту и использует две связанные молекулы G-актина для зарождения нового актинового филамента, ответвляющегося от старого под углом 70°. [119]

Комплекс актин (зеленый) - профилин (синий). [120] Показанный профилин принадлежит к группе II, обычно присутствующей в почках и мозге .

По мере роста нитей пул доступных молекул G-актина управляется белками, связывающими G-актин, такими как профилин и тимозин β-4 . Профилин обеспечивает поставку доступного актин-АТФ, связываясь с АДФ-связанным G-актином и способствуя обмену АДФ на АТФ. Связывание профилина с молекулой актина физически блокирует его добавление к (−) концу нити, но позволяет ему присоединиться к (+) концу. Как только актин-АТФ присоединяется к нити, профилин высвобождает его. [114] Поскольку формины способствуют зарождению и расширению новых актиновых нитей, они привлекают профилин в эту область, увеличивая локальную концентрацию актин-АТФ для ускорения роста нити. [118] Напротив, тимозин β-4 связывает и изолирует актин-АТФ, не давая ему присоединиться к микрофиламенту. [121]

После того, как актиновое волокно установлено, динамика его роста или распада находится под влиянием многочисленных белков. Существующие нити могут быть прерваны белками, расщепляющими нити, такими как кофилин и гельзолин . Кофилин связывается вдоль двух молекул актина-АДФ в нити, вызывая движение, которое дестабилизирует нить и приводит к ее разрыву. [122] Гельзолин вставляется между молекулами актина в нити, разрушая нить. После разрыва нити гельзолин остается прикрепленным к новому (+) концу, предотвращая ее рост, тем самым вызывая ее разборку. [121]

Белок гельзолин , который является ключевым регулятором сборки и разборки актина.

Другие белки связываются с концами актиновых нитей, стабилизируя их. Они называются «покрывающими белками» и включают CapZ и тропомодулин . CapZ связывает (+) конец нити, предотвращая дальнейшее добавление или потерю актина с этого конца. [121] Тропомодулин связывается с (−) концом нити, снова предотвращая добавление или потерю молекул на этом конце. Тропомодулин обычно находится в клетках, которым требуются чрезвычайно стабильные актиновые нити, например, в мышцах и эритроцитах. [121]

Эти актин-связывающие белки обычно регулируются различными клеточными сигналами для управления динамикой сборки актина в различных клеточных местах. Например, формины обычно сворачиваются в неактивную конформацию, пока не активируются связыванием малой ГТФазы Rho . [118] Разветвление актина на клеточной мембране важно для движения клеток, и поэтому липид плазматической мембраны PIP 2 активирует фактор, способствующий зародышеобразованию WASp, и ингибирует CapZ. [123] WASp также активируется малой ГТФазой Cdc42 , в то время как другой фактор, способствующий зародышеобразованию WAVE, активируется ГТФазой Rac1 . [124]

Генетика

Основные взаимодействия структурных белков происходят в адгезионном соединении на основе кадгерина . Актиновые нити связаны с α - актинином и мембраной через винкулин . Головной домен винкулина ассоциируется с E-кадгерином через α-катенин , β-катенин и γ-катенин . Хвостовой домен винкулина связывается с липидами мембраны и с актиновыми нитями.

Хотя большинство дрожжей имеют только один ген актина, высшие эукариоты , в общем, экспрессируют несколько изоформ актина, кодируемых семейством родственных генов. У млекопитающих есть по крайней мере шесть изоформ актина, кодируемых отдельными генами, [125] которые делятся на три класса – альфа, бета и гамма – в соответствии с их изоэлектрическими точками . В общем, альфа-актины обнаруживаются в мышцах ( α-скелетных , α-аортальных гладких , α-сердечных ), тогда как бета- и гамма-изоформы присутствуют в немышечных клетках ( β-цитоплазматических , γ1-цитоплазматических , γ2-кишечных гладких ). Хотя аминокислотные последовательности и свойства изоформ in vitro очень похожи, эти изоформы не могут полностью заменять друг друга in vivo . [126] Растения содержат более 60 генов и псевдогенов актина . [85]

Типичный ген актина имеет приблизительно 100-нуклеотидную 5'-нетранслируемую область , 1200-нуклеотидную транслируемую область и 200-нуклеотидную 3'-нетранслируемую область . Большинство генов актина прерываются интронами , причем в любом из 19 хорошо охарактеризованных мест может быть до шести интронов. Высокая консервативность семейства делает актин предпочтительной моделью для исследований, сравнивающих модели эволюции интронов с ранними и поздними интронами.

Эволюция

Актин и близкородственные белки присутствуют во всех организмах, что позволяет предположить, что у общего предка всей жизни на Земле был актин. [127] Актин является одним из наиболее консервативных белков на протяжении всей эволюции эукариот. Последовательности актиновых белков у животных и амеб идентичны на 80%, несмотря на то, что их разделяет примерно один миллиард лет эволюции. [85] Многие одноклеточные эукариоты имеют один ген актина, в то время как многоклеточные эукариоты часто имеют несколько близкородственных генов, которые выполняют специализированные функции. У людей их шесть; у растений их 10 или более. [127] В дополнение к актину, у эукариот есть большое семейство связанных с актином белков, или «Arps», которые имеют общего предка с актином и называются Arp1–Arp11, причем Arp1 наиболее тесно связан с актином, а Arp11 — наименее. [127]

Бактерии кодируют три типа актина: MreB влияет на форму клетки, деление клеток FtsA и разделение больших плазмид ParM . [127] Некоторые археи имеют ген MreB, подобный бактериальному, в то время как другие имеют ген актина, который больше похож на актин эукариот. [127]

Эукариотический цитоскелет организмов всех таксономических групп имеет схожие компоненты с актином и тубулином. Например, белок, который кодируется геном ACTG2 у людей, полностью эквивалентен гомологам , присутствующим у крыс и мышей, хотя на уровне нуклеотидов сходство уменьшается до 92%. [128] Однако существуют серьезные различия с эквивалентами у прокариот ( FtsZ и MreB ), где сходство между нуклеотидными последовательностями составляет от 40 до 50% среди различных видов бактерий и архей . Некоторые авторы предполагают, что предковый белок, который дал начало модельному эукариотическому актину, напоминает белки, присутствующие в современных бактериальных цитоскелетах. [4] [129]

Структура MreB , бактериального белка, трехмерная структура которого напоминает структуру G-актина

Некоторые авторы отмечают, что поведение актина, тубулина и гистона , белка, участвующего в стабилизации и регуляции ДНК, схоже по своей способности связывать нуклеотиды и по своей способности использовать броуновское движение . Также было высказано предположение, что все они имеют общего предка. [130] Таким образом, эволюционные процессы привели к диверсификации предковых белков в существующие сегодня разновидности, сохраняя, среди прочего, актины как эффективные молекулы, которые были способны справляться с основными предковыми биологическими процессами, такими как эндоцитоз . [131]

Комплекс Arp2/3 широко распространен во всех эукариотических организмах. [132]

Эквиваленты у прокариот

Бактериальный цитоскелет содержит белки, которые очень похожи на мономеры и полимеры актина. Бактериальный белок MreB полимеризуется в тонкие неспиральные нити и иногда в спиральные структуры, похожие на F-актин. [94] [133] Более того, его кристаллическая структура очень похожа на структуру G-актина (с точки зрения его трехмерной конформации), есть даже сходство между протофиламентами MreB и F-актином. Бактериальный цитоскелет также содержит белки FtsZ , похожие на тубулин . [134]

Бактерии, таким образом, обладают цитоскелетом с гомологичными элементами актина (например, MreB, AlfA, ParM , FtsA и MamK), хотя аминокислотная последовательность этих белков отличается от той, что присутствует в клетках животных. Однако такие белки имеют высокую степень структурного сходства с эукариотическим актином. Высокодинамичные микрофиламенты, образованные агрегацией MreB и ParM, необходимы для жизнеспособности клеток, и они участвуют в морфогенезе клеток, сегрегации хромосом и полярности клеток. ParM является гомологом актина, который кодируется в плазмиде и участвует в регуляции плазмидной ДНК. [4] [135] ParM из разных бактериальных плазмид могут образовывать удивительно разнообразные спиральные структуры, включающие две [136] [137] или четыре [138] нити, чтобы поддерживать точное наследование плазмиды.

У архей гомолог Ta0583 еще больше похож на эукариотические актины. [139]

Молекулярная патология

Большинство млекопитающих обладают шестью различными генами актина . Из них два кодируют цитоскелет ( ACTB и ACTG1 ), в то время как остальные четыре задействованы в скелетных поперечно-полосатых мышцах ( ACTA1 ), гладкой мышечной ткани ( ACTA2 ), кишечных мышцах ( ACTG2 ) и сердечной мышце ( ACTC1 ). Актин в цитоскелете задействован в патогенных механизмах многих инфекционных агентов , включая ВИЧ . Подавляющее большинство мутаций , влияющих на актин, являются точечными мутациями, которые имеют доминирующий эффект , за исключением шести мутаций, вовлеченных в немалиновую миопатию . Это связано с тем, что во многих случаях мутант мономера актина действует как «колпачок», предотвращая удлинение F-актина. [88]

Патология, связанная сАКТА1

ACTA1 — это ген, кодирующий α- изоформу актина, которая преобладает в скелетных поперечно-полосатых мышцах человека , хотя она также экспрессируется в сердечной мышце и щитовидной железе . [140] Его последовательность ДНК состоит из семи экзонов , которые производят пять известных транскриптов . [141] Большинство из них состоят из точечных мутаций, вызывающих замену аминокислот . Мутации во многих случаях связаны с фенотипом , который определяет тяжесть и течение заболевания. [88] [141]

Гигантские немалиновые палочки , полученные путем трансфекции последовательности ДНК ACTA1 , которая является носителем мутации, ответственной за немалиновую миопатию [142]

Мутация изменяет структуру и функцию скелетных мышц, вызывая одну из трех форм миопатии : немалиновую миопатию 3-го типа , врожденную миопатию с избытком тонких миофиламентов (CM) и врожденную миопатию с диспропорцией типа волокон (CMFTD). Также были обнаружены мутации, вызывающие сердечниковые миопатии . [143] Хотя их фенотипы схожи, в дополнение к типичной немалиновой миопатии некоторые специалисты выделяют еще один тип миопатии, называемый актинической немалиновой миопатией. При первой образуются скопления актина вместо типичных стержней. Важно отметить, что у пациента может быть обнаружено более одного из этих фенотипов в биопсии . [144] Наиболее распространенные симптомы включают типичную морфологию лица (миопатическое лицо ), мышечную слабость, задержку моторного развития и затрудненное дыхание. Течение болезни, ее тяжесть и возраст, в котором она проявляется, являются изменчивыми, и также встречаются перекрывающиеся формы миопатии. Симптомом немалиновой миопатии является то, что «немалиновые стержни» появляются в разных местах мышечных волокон типа 1. Эти стержни являются непатогномоничными структурами, имеющими состав, аналогичный Z-дискам, обнаруженным в саркомере . [145]

Патогенез этой миопатии очень разнообразен. Многие мутации происходят в области индентации актина вблизи его участков связывания нуклеотидов , в то время как другие происходят в Домене 2 или в областях, где происходит взаимодействие с ассоциированными белками. Это в некоторой степени объясняет большое разнообразие скоплений, которые образуются в этих случаях, таких как Немалиновые или Внутриядерные Тельца или Тельца Зебры. [88] Изменения в сворачивании актина происходят при немалиновой миопатии, а также изменения в его агрегации, и также есть изменения в экспрессии других ассоциированных белков. В некоторых вариантах, где обнаруживаются Внутриядерные Тельца, изменения в сворачивании маскируют сигнал экспорта белка ядра , так что накопление мутированной формы актина происходит в ядре клетки . [146] С другой стороны, кажется, что мутации в ACTA1 , которые приводят к CFTDM, оказывают большее влияние на саркомерную функцию, чем на его структуру. [147] Недавние исследования попытались понять этот очевидный парадокс, который предполагает, что нет четкой корреляции между количеством стержней и мышечной слабостью. Похоже, что некоторые мутации способны вызывать большую скорость апоптоза в мышечных волокнах типа II. [102]

Положение семи мутаций, имеющих отношение к различным актинопатиям, связанным с ACTA1 [142]

В гладких мышцах

Существуют две изоформы, кодирующие актины в гладкой мышечной ткани :

ACTG2 кодирует самую большую изоформу актина, которая имеет девять экзонов , один из которых, расположенный на 5'-конце, не транслируется . [128] Это γ-актин, который экспрессируется в гладкой мускулатуре кишечника. Мутаций этого гена, соответствующих патологиям, обнаружено не было, хотя микрочипы показали, что этот белок чаще экспрессируется в случаях, резистентных к химиотерапии с использованием цисплатина . [148]

ACTA2 кодирует α-актин, расположенный в гладких мышцах, а также в гладких мышцах сосудов. Было отмечено, что мутация MYH11 может быть ответственна по меньшей мере за 14% наследственных аневризм грудной аорты, особенно типа 6. Это связано с тем, что мутировавший вариант вызывает неправильную сборку нитей и снижает способность к сокращению гладких мышц сосудов.У этих людей была зарегистрирована деградация аортальной среды с областями дезорганизации и гиперплазии , а также стенозом vasa vasorum аорты. [149] Число заболеваний, в которых участвует этот ген, увеличивается. Он был связан с болезнью Мойя-мойя , и кажется вероятным, что определенные мутации при гетерозиготности могут вызывать предрасположенность ко многим сосудистым патологиям, таким как аневризма грудной аорты и ишемическая болезнь сердца . [150] α-актин, обнаруженный в гладких мышцах, также является интересным маркером для оценки прогрессирования цирроза печени . [151]

В сердечной мышце

Ген ACTC1 кодирует изоформу α-актина, присутствующую в сердечной мышце. Впервые он был секвенирован Хамадой и его коллегами в 1982 году, когда было обнаружено, что он прерывается пятью интронами. [152] Это был первый из шести генов, в котором были обнаружены аллели, вовлеченные в патологические процессы. [153]

Поперечное сечение сердца крысы , демонстрирующее признаки дилатационной кардиомиопатии [154]

Описан ряд структурных нарушений, связанных с точечными мутациями этого гена, которые вызывают нарушение работы сердца, такие как дилатационная кардиомиопатия типа 1R и гипертрофическая кардиомиопатия типа 11. Недавно были описаны некоторые дефекты межпредсердной перегородки , которые также могут быть связаны с этими мутациями. [155] [156]

Были изучены два случая дилатационной кардиомиопатии, включающие замену высококонсервативных аминокислот, принадлежащих доменам белка , которые связываются и перемежаются с Z-дисками . Это привело к теории, что дилатация вызвана дефектом в передаче сократительной силы в миоцитах . [157] [153]

Мутации в ACTC1 ответственны по меньшей мере за 5% гипертрофических кардиомиопатий. [158] Также было обнаружено существование ряда точечных мутаций: [159]

Патогенез, по-видимому, включает компенсаторный механизм: мутировавшие белки действуют как токсины с доминирующим эффектом, снижая способность сердца сокращаться, вызывая ненормальное механическое поведение, так что гипертрофия, которая обычно задерживается, является следствием нормальной реакции сердечной мышцы на стресс . [160]

Недавние исследования обнаружили мутации ACTC1, которые участвуют в двух других патологических процессах: инфантильная идиопатическая рестриктивная кардиомиопатия [ 161] и некомпактность миокарда левого желудочка [162] .

В цитоплазматических актинах

ACTB — это очень сложный локус . Существует ряд псевдогенов , которые распределены по всему геному , и его последовательность содержит шесть экзонов, которые могут давать начало до 21 различных транскрипций путем альтернативного сплайсинга , которые известны как β-актины. В соответствии с этой сложностью, его продукты также обнаруживаются в ряде мест, и они являются частью большого разнообразия процессов ( цитоскелет ,комплекс гистон -ацилтрансферазы NuA4, клеточное ядро ), и, кроме того, они связаны с механизмами большого количества патологических процессов ( карциномы , ювенильная дистония , механизмы инфекции, пороки развития нервной системы и инвазия опухолей, среди прочих). [163] Была обнаружена новая форма актина, каппа-актин, который, по-видимому, заменяет β-актин в процессах, связанных с опухолями . [164]

Изображение, полученное с помощью конфокальной микроскопии и с использованием специфических антител, показывающих кортикальную сеть актина. Таким же образом, как при ювенильной дистонии происходит прерывание структур цитоскелета , в этом случае оно производится цитохалазином D. [165 ]

На сегодняшний день обнаружено три патологических процесса, вызванных прямым изменением последовательности генов:

Локус ACTG1 кодирует цитозольный белок γ-актина, который отвечает за формирование микрофиламентов цитоскелета . Он содержит шесть экзонов , что приводит к 22 различным мРНК , которые производят четыре полные изоформы , форма экспрессии которых, вероятно, зависит от типа ткани, в которой они находятся. Он также имеет два различных промотора ДНК . [169] Было отмечено, что последовательности, транслируемые из этого локуса и из β-актина, очень похожи на предсказанные, что предполагает общую предковую последовательность, которая претерпела дупликацию и генетическую конверсию. [170]

С точки зрения патологии, это связано с такими процессами, как амилоидоз , пигментный ретинит , инфекционные механизмы, заболевания почек и различные типы врожденной потери слуха. [169]

Было обнаружено, что шесть аутосомно-доминантных точечных мутаций в последовательности вызывают различные типы потери слуха, в частности, сенсоневральную потерю слуха, связанную с локусом DFNA 20/26. Кажется, что они влияют на стереоцилии реснитчатых клеток, присутствующих в органе Корти внутреннего уха . β-актин является наиболее распространенным белком, обнаруженным в тканях человека, но он не очень распространен в реснитчатых клетках, что объясняет место патологии. С другой стороны, кажется, что большинство этих мутаций влияют на области, вовлеченные в связывание с другими белками, в частности с актомиозином. [88] Некоторые эксперименты показали, что патологический механизм этого типа потери слуха связан с тем, что F-актин в мутациях более чувствителен к кофилину, чем в норме. [171]

Однако, хотя нет никаких записей о каком-либо случае, известно, что γ-актин также экспрессируется в скелетных мышцах, и хотя он присутствует в небольших количествах, модельные организмы показали, что его отсутствие может привести к миопатиям. [172]

Другие патологические механизмы

Некоторые инфекционные агенты используют актин, особенно цитоплазматический актин, в своем жизненном цикле . У бактерий присутствуют две основные формы :

В дополнение к ранее приведенному примеру, полимеризация актина стимулируется на начальных этапах интернализации некоторых вирусов, в частности ВИЧ , например, путем инактивации комплекса кофилина. [177]

Роль актина в процессе инвазии раковых клеток до сих пор не определена. [178]

В условиях высокой липопероксидации было показано, что актин посттрансляционно модифицируется продуктом липопероксидации 4-гидроксиноненалом (4-HNE) [179] . Эта модификация предотвращает ремоделирование актинового цитоскелета, что необходимо для подвижности клеток. Кроме того, другой функциональный белок, коронин-1A, который стабилизирует филаменты F-актина, также ковалентно модифицируется 4-HNE. Эти модификации могут нарушать трансэндотелиальную миграцию иммунных клеток или их фагоцитарную способность [179] , что потенциально приводит к снижению иммунного ответа при заболеваниях, характеризующихся высоким окислительным стрессом, таких как малярия, рак, метаболический синдром, атеросклероз, болезнь Альцгеймера, ревматоидный артрит, нейродегенеративные заболевания и преэклампсия. [180]

Приложения

Актин используется в научных и технологических лабораториях в качестве пути для молекулярных моторов, таких как миозин (как в мышечной ткани, так и вне ее), и как необходимый компонент для функционирования клеток. Он также может использоваться в качестве диагностического инструмента, поскольку несколько его аномальных вариантов связаны с появлением определенных патологий.

Вестерн-блот для цитоплазматического актина из легких и придатка яичка крысы

Использование актина в качестве внутреннего контроля основано на предположении, что его экспрессия практически постоянна и не зависит от экспериментальных условий. Сравнивая экспрессию интересующего гена с экспрессией актина, можно получить относительное количество, которое можно сравнивать между различными экспериментами, [184] всякий раз, когда экспрессия последнего постоянна. Стоит отметить, что актин не всегда имеет желаемую стабильность в своей генной экспрессии . [185]

История

Лауреат Нобелевской премии физиолог Альберт фон Сент-Дьердьи Надьрапольт , соавтор актина с Бруно Ференцем Штраубом

Актин был впервые обнаружен экспериментально в 1887 году У. Д. Халлибертоном , который извлек из мышц белок, который «коагулировал» препараты миозина , которые он назвал «миозин-фермент». [190] Однако Халлибертон не смог далее уточнить свои выводы, и открытие актина вместо этого приписывают Бруно Ференцу Штраубу , молодому биохимику, работавшему в лаборатории Альберта Сент-Дьёрди в Институте медицинской химии Сегедского университета , Венгрия .

Вслед за открытием Илоны Банги и Сент-Дьёрди в 1941 году, что коагуляция происходит только в некоторых экстракциях миозина и обращается при добавлении АТФ, [191] Штрауб идентифицировал и очистил актин из тех препаратов миозина, которые коагулировали. Основываясь на оригинальном методе экстракции Банги, он разработал новую технику извлечения мышечного белка, которая позволила ему выделить значительные количества относительно чистого актина, опубликованную в 1942 году. [192] Метод Штрауба по сути тот же самый, что используется в лабораториях сегодня. Поскольку белок Штрауба был необходим для активации коагуляции миозина, его назвали актином . [191] [193] Понимая, что коагулирующие препараты миозина Банги также содержали актин, Сент-Дьёрди назвал смесь обоих белков актомиозином . [194]

Военные действия Второй мировой войны привели к тому, что Сент-Дьёрдьи не смог опубликовать работу своей лаборатории в западных научных журналах . Поэтому актин стал широко известен на Западе только в 1945 году, когда их статья была опубликована в качестве приложения к Acta Physiologica Scandinavica . [195] Штрауб продолжил работу над актином и в 1950 году сообщил, что актин содержит связанный АТФ [196] и что во время полимеризации белка в микрофиламенты нуклеотид гидролизуется до АДФ и неорганического фосфата ( которые остаются связанными с микрофиламентом ) . Штрауб предположил, что превращение связанного с АТФ актина в связанный с АДФ актин играет роль в мышечном сокращении. Фактически, это справедливо только для гладких мышц и не было подтверждено экспериментально до 2001 года. [196] [197]

Аминокислотное секвенирование актина было завершено М. Элзингой и его коллегами в 1973 году. [86] Кристаллическая структура G-актина была решена в 1990 году Кабшем и его коллегами. [89] В том же году модель F-актина была предложена Холмсом и его коллегами после экспериментов с использованием совместной кристаллизации с различными белками. [91] Процедура совместной кристаллизации с различными белками неоднократно использовалась в течение последующих лет, пока в 2001 году изолированный белок не был кристаллизован вместе с АДФ. Однако до сих пор нет рентгеновской структуры F-актина с высоким разрешением. Кристаллизация G-актина стала возможной благодаря использованию родаминового конъюгата , который препятствует полимеризации, блокируя аминокислоту cys-374 . [1] Кристин Ориол-Аудит умерла в том же году, когда актин был впервые кристаллизован, но она была исследователем, который в 1977 году впервые кристаллизовал актин в отсутствие актин-связывающих белков (ABP). Однако полученные кристаллы были слишком малы для доступной технологии того времени. [198]

Хотя в настоящее время не существует модели актиновой нитевидной формы с высоким разрешением, в 2008 году команда Савайи смогла создать более точную модель его структуры на основе множественных кристаллов димеров актина, которые связываются в разных местах. [199] Впоследствии эта модель была дополнительно уточнена Савайей и Лоренцом. Другие подходы, такие как использование криоэлектронной микроскопии и синхротронного излучения , недавно позволили повысить разрешение и лучше понять природу взаимодействий и конформационных изменений, вовлеченных в формирование актиновых нитей. [200] [94] [97]

Исследовать

Химические ингибиторы

Химическая структура фаллоидина

Ряд природных токсинов , которые мешают динамике актина, широко используются в исследованиях для изучения роли актина в биологии. Латрункулин — токсин, вырабатываемый губками — связывается с G-актином, не давая ему присоединяться к микрофиламентам. [201] Цитохалазин D — вырабатываемый некоторыми грибами — служит в качестве фактора покрытия, связываясь с (+) концом филамента и предотвращая дальнейшее добавление молекул актина. [201] Напротив, токсин губки джасплакинолид способствует зарождению новых актиновых филаментов путем связывания и стабилизации пар молекул актина. [202] Фаллоидин — из гриба «бледная поганка» Amanita phalloides — связывается с соседними молекулами актина внутри филамента F-актина, стабилизируя филамент и предотвращая его деполимеризацию. [202]

Фаллоидин часто маркируют флуоресцентными красителями для визуализации актиновых филаментов с помощью флуоресцентной микроскопии . [202]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcd PDB : 1J6Z ​; Otterbein LR, Graceffa P, Dominguez R (июль 2001 г.). «Кристаллическая структура некомплексированного актина в состоянии АДФ». Science . 293 (5530): 708–711. doi :10.1126/science.1059700. PMID  11474115. S2CID  12030018.
  2. ^ Doherty GJ, McMahon HT (2008). «Опосредование, модуляция и последствия мембранно-цитоскелетных взаимодействий». Annual Review of Biophysics . 37 (1): 65–95. doi :10.1146/annurev.biophys.37.032807.125912. PMID  18573073. S2CID  17352662.
  3. ^ Vindin H, Gunning P (август 2013 г.). «Цитоскелетные тропомиозины: хореографы функционального разнообразия актиновых филаментов». Journal of Muscle Research and Cell Motility . 34 (3–4): 261–274. doi :10.1007/s10974-013-9355-8. PMC 3843815. PMID  23904035 . 
  4. ^ abcd Gunning PW, Ghoshdastider U, Whitaker S, Popp D, Robinson RC (июнь 2015 г.). «Эволюция композиционно и функционально различных актиновых филаментов». Journal of Cell Science . 128 (11): 2009–2019. doi : 10.1242/jcs.165563 . PMID  25788699.
  5. ^ Ghoshdastider U, Jiang S, Popp D, Robinson RC (июль 2015 г.). «В поисках первичного актинового филамента». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (30): 9150–9151. doi : 10.1073/pnas.1511568112 . PMC 4522752. PMID  26178194 . 
  6. ^ ab Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). "Глава 16: Цитоскелет" . Молекулярная биология клетки . Нью-Йорк: Garland Science. С. 907–982. ISBN 978-0-8153-3218-3.
  7. ^ abc Lodish et al. 2016, стр. 778.
  8. ^ Huber F, Schnauß J, Rönicke S, Rauch P, Müller K, Fütterer C, Käs J (январь 2013 г.). «Возникающая сложность цитоскелета: от отдельных нитей до тканей». Advances in Physics . 62 (1): 1–112. Bibcode :2013AdPhy..62....1H. doi :10.1080/00018732.2013.771509. PMC 3985726 . PMID  24748680. 
  9. ^ abc Grummt I (апрель 2006 г.). «Актин и миозин как факторы транскрипции». Current Opinion in Genetics & Development . 16 (2): 191–196. doi :10.1016/j.gde.2006.02.001. PMID  16495046.
  10. ^ Эккерт Р., Рэндалл Д., Бурггрен В. В., Френч К. (2002). Физиология животных по Эккерту: механизмы и адаптации. Нью-Йорк: WH Freeman and CO. ISBN 978-0-7167-3863-3.
  11. ^ аб Паниагуа Р., Нистал М., Сесма П., Альварес-Уриа М., Фрайле Б., Анадон Р., Хосе Саес Ф (2002). Цитология и гистология растений и животных (на испанском языке). McGraw-Hill Interamericana de España, ISBN SAU 978-84-486-0436-3.
  12. ^ Xu K, Zhong G, Zhuang X (январь 2013 г.). «Актин, спектрин и связанные с ними белки образуют периодическую цитоскелетную структуру в аксонах». Science . 339 (6118): 452–456. Bibcode :2013Sci...339..452X. doi :10.1126/science.1232251. PMC 3815867 . PMID  23239625. 
  13. ^ ab Moseley JB, Goode BL (сентябрь 2006 г.). «Актиновый цитоскелет дрожжей: от клеточной функции до биохимического механизма». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 70 (3): 605–645. doi :10.1128/MMBR.00013-06. PMC 1594590. PMID 16959963  . 
  14. ^ Meagher RB, McKinney EC, Kandasamy MK (июнь 1999 г.). «Изовариантная динамика расширяет и буферизует реакции сложных систем: разнообразное семейство генов актина растений». The Plant Cell . 11 (6): 995–1006. doi :10.1105/tpc.11.6.995. PMC 1464670 . PMID  10368172. 
  15. ^ PDB 1unc ; Vermeulen W, Vanhaesebrouck P, Van Troys M, Verschueren M, Fant F, Goethals M, Ampe C, Martins JC, Borremans FA (май 2004 г.). «Структуры растворов субдоменов C-терминальной головки человеческого виллина и адвиллина, оценка требований связывания головки F-актина». Protein Science . 13 (5): 1276–1287. doi :10.1110/ps.03518104. PMC 2286768 . PMID  15096633. 
  16. ^ ab Higaki T, Sano T, Hasezawa S (декабрь 2007 г.). "Динамика актиновых микрофиламентов и белки связывания актина сбоку в растениях". Current Opinion in Plant Biology . 10 (6): 549–556. Bibcode : 2007COPB...10..549H. doi : 10.1016/j.pbi.2007.08.012. PMID  17936064.
  17. ^ Kovar DR, Staiger CJ, Weaver EA, McCurdy DW (декабрь 2000 г.). «AtFim1 — это белок, сшивающий актиновые нити, из Arabidopsis thaliana». The Plant Journal . 24 (5): 625–636. doi : 10.1046/j.1365-313x.2000.00907.x . PMID  11123801.
  18. ^ ab Clark TG, Merriam RW (декабрь 1977 г.). «Диффузируемые и связанные ядра актина ооцитов Xenopus laevis». Cell . 12 (4): 883–891. doi :10.1016/0092-8674(77)90152-0. PMID  563771. S2CID  34708250.
  19. ^ Hofmann WA (2009-01-01). Клеточная и молекулярная биология ядерного актина . International Review of Cell and Molecular Biology. Vol. 273. pp. 219–263. doi :10.1016/S1937-6448(08)01806-6. ISBN 9780123748041. PMID  19215906.
  20. ^ Ulferts S, Prajapati B, Grosse R, Vartiainen MK (февраль 2021 г.). «Возникающие свойства и функции актина и актиновых филаментов внутри ядра». Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 13 (3): a040121. doi :10.1101/cshperspect.a040121. PMC 7919393. PMID  33288541 . 
  21. ^ ab Bohnsack MT, Stüven T, Kuhn C, Cordes VC, Görlich D (март 2006 г.). «Избирательный блок экспорта ядерного актина стабилизирует гигантские ядра ооцитов Xenopus». Nature Cell Biology . 8 (3): 257–263. doi :10.1038/ncb1357. hdl : 11858/00-001M-0000-0012-E6EB-9 . PMID  16489345. S2CID  16529470.
  22. ^ Dopie J, Skarp KP, Rajakylä EK, Tanhuanpää K, Vartiainen MK (февраль 2012 г.). «Активное поддержание ядерного актина импортином 9 поддерживает транскрипцию». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (9): E544–552. doi : 10.1073/pnas.1118880109 . PMC 3295300. PMID  22323606 . 
  23. ^ Wada A, Fukuda M, Mishima M, Nishida E (март 1998). «Ядерный экспорт актина: новый механизм, регулирующий субклеточную локализацию основного цитоскелетного белка». The EMBO Journal . 17 (6): 1635–1641. doi :10.1093/emboj/17.6.1635. PMC 1170511. PMID  9501085 . 
  24. ^ Stüven T, Hartmann E, Görlich D (ноябрь 2003 г.). «Экспортин 6: новый ядерный экспортный рецептор, специфичный для комплексов профилин.актин». Журнал EMBO . 22 (21): 5928–5940. doi :10.1093/emboj/cdg565. PMC 275422. PMID  14592989 . 
  25. ^ Hofmann WA, Arduini A, Nicol SM, Camacho CJ, Lessard JL, Fuller-Pace FV, de Lanerolle P (июль 2009 г.). «SUMOylation of nuclear actin». The Journal of Cell Biology . 186 (2): 193–200. doi :10.1083/jcb.200905016. PMC 2717643. PMID  19635839 . 
  26. ^ McDonald D, Carrero G, Andrin C, de Vries G, Hendzel MJ (февраль 2006 г.). «Нуклеоплазматический бета-актин существует в динамическом равновесии между малоподвижными полимерными видами и быстро диффундирующими популяциями». The Journal of Cell Biology . 172 (4): 541–552. doi :10.1083/jcb.200507101. PMC 2063674 . PMID  16476775. 
  27. ^ Jockusch BM, Schoenenberger CA, Stetefeld J, Aebi U (август 2006 г.). «Отслеживание различных форм ядерного актина». Trends in Cell Biology . 16 (8): 391–396. doi :10.1016/j.tcb.2006.06.006. PMID  16828286.
  28. ^ abcd Мигоцка-Патрзалек М, Маковецка А, Новак Д, Мазур А.Дж., Хофманн В.А., Малицка-Блашкевич М. (ноябрь 2015 г.). «β- и γ-актины в ядре клеток меланомы человека A375». Гистохимия и клеточная биология . 144 (5): 417–428. дои : 10.1007/s00418-015-1349-8. ПМЦ 4628621 . ПМИД  26239425. 
  29. ^ Педерсон Т., Эби У. (2002-12-01). «Актин в ядре: какая форма и для чего?». Журнал структурной биологии . 140 (1–3): 3–9. doi :10.1016/s1047-8477(02)00528-2. PMID  12490148.
  30. ^ Chhabra D, dos Remedios CG (сентябрь 2005 г.). «Кофилин, актин и их комплекс, наблюдаемые in vivo с использованием флуоресцентного резонансного переноса энергии». Biophysical Journal . 89 (3): 1902–1908. Bibcode :2005BpJ....89.1902C. doi :10.1529/biophysj.105.062083. PMC 1366693 . PMID  15994898. 
  31. ^ Spencer VA (сентябрь 2011 г.). «Ядерный актин: ключевой игрок во внеклеточной коммуникации матрикса и ядра». Коммуникативная и интегративная биология . 4 (5): 511–512. doi :10.4161 / cib.16256. PMC 3204115. PMID  22046450. 
  32. ^ ab Zhao K, Wang W, Rando OJ, Xue Y, Swiderek K, Kuo A, Crabtree GR (ноябрь 1998 г.). «Быстрое и фосфоинозитол-зависимое связывание комплекса BAF типа SWI/SNF с хроматином после сигнализации рецептора Т-лимфоцита». Cell . 95 (5): 625–636. doi : 10.1016/s0092-8674(00)81633-5 . PMID  9845365. S2CID  3184211.
  33. ^ ab Hofmann WA, Stojiljkovic L, Fuchsova B, Vargas GM, Mavrommatis E, Philimonenko V, Kysela K, Goodrich JA, Lessard JL, Hope TJ, Hozak P, de Lanerolle P (ноябрь 2004 г.). «Актин является частью комплексов преинициации и необходим для транскрипции РНК-полимеразой II». Nature Cell Biology . 6 (11): 1094–1101. doi :10.1038/ncb1182. PMID  15502823. S2CID  23909479.
  34. ^ ab Hu P, Wu S, Hernandez N (декабрь 2004 г.). «Роль бета-актина в транскрипции РНК-полимеразы III». Genes & Development . 18 (24): 3010–3015. doi :10.1101/gad.1250804. PMC 535912 . PMID  15574586. 
  35. ^ ab Philimonenko VV, Zhao J, Iben S, Dingová H, Kyselá K, Kahle M, Zentgraf H, Hofmann WA, de Lanerolle P, Hozák P, Grummt I (декабрь 2004 г.). «Ядерный актин и миозин I необходимы для транскрипции РНК-полимеразы I». Nature Cell Biology . 6 (12): 1165–1172. doi :10.1038/ncb1190. PMID  15558034. S2CID  6633625.
  36. ^ Maraldi NM, Lattanzi G, Marmiroli S, Squarzoni S, Manzoli FA (2004-01-01). «Новые роли ламинов, белков ядерной оболочки и актина в ядре». Advances in Enzyme Regulation . 44 : 155–172. doi :10.1016/j.advenzreg.2003.11.005. PMID  15581488.
  37. ^ Tondeleir D, Lambrechts A, Müller M, Jonckheere V, Doll T, Vandamme D, Bakkali K, Waterschoot D, Lemaistre M, Debeir O, Decaestecker C, Hinz B, Staes A, Timmerman E, Colaert N, Gevaert K, Vandekerckhove J, Ampe C (август 2012 г.). «Клетки, лишенные β-актина, генетически перепрограммированы и сохраняют условную миграционную способность». Молекулярная и клеточная протеомика . 11 (8): 255–271. doi : 10.1074/mcp.M111.015099 . PMC 3412960. PMID  22448045 . 
  38. ^ Holaska JM, Kowalski AK, Wilson KL (сентябрь 2004 г.). «Эмерин покрывает заостренный конец актиновых нитей: свидетельство наличия кортикальной сети актина на внутренней ядерной мембране». PLOS Biology . 2 (9): E231. doi : 10.1371/journal.pbio.0020231 . PMC 509406. PMID  15328537 . 
  39. ^ Puckelwartz M, McNally EM (2011-01-01). "Мышечная дистрофия Эмери–Дрейфуса". Мышечные дистрофии . Справочник по клинической неврологии. Том 101. С. 155–166. doi :10.1016/B978-0-08-045031-5.00012-8. ISBN 9780080450315. PMID  21496632.
  40. ^ Farrants AK (июнь 2008 г.). «Ремоделирование хроматина и организация актина». FEBS Letters . 582 (14): 2041–2050. Bibcode : 2008FEBSL.582.2041F. doi : 10.1016/j.febslet.2008.04.032 . PMID  18442483. S2CID  23147656.
  41. ^ Sjölinder M, Björk P, Söderberg E, Sabri N, Farrants AK, Visa N (август 2005 г.). «Растущая пре-мРНК привлекает актиновые и хроматин-модифицирующие факторы к транскрипционно активным генам». Genes & Development . 19 (16): 1871–1884. doi :10.1101/gad.339405. PMC 1186187 . PMID  16103215. 
  42. ^ ab Percipalle P, Visa N (март 2006 г.). «Молекулярные функции ядерного актина в транскрипции». Журнал клеточной биологии . 172 (7): 967–971. doi :10.1083/jcb.200512083. PMC 2063754. PMID  16549500 . 
  43. ^ Федорова Е, Цинк Д (ноябрь 2008). «Ядерная архитектура и регуляция генов». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research . 1783 (11): 2174–2184. doi : 10.1016/j.bbamcr.2008.07.018 . PMID  18718493.
  44. ^ Скарп КП, Вартиайнен МК (август 2010 г.). «Актин на ДНК — древняя и динамическая связь». Цитоскелет . 67 (8): 487–495. doi : 10.1002/cm.20464 . PMID  20593452. S2CID  37763449.
  45. ^ Olave IA, Reck-Peterson SL, Crabtree GR (2002-01-01). «Ядерный актин и связанные с актином белки в ремоделировании хроматина». Annual Review of Biochemistry . 71 : 755–781. doi :10.1146/annurev.biochem.71.110601.135507. PMID  12045110.
  46. ^ Zheng B, Han M, Bernier M, Wen JK (май 2009). «Ядерный актин и актин-связывающие белки в регуляции транскрипции и экспрессии генов». Журнал FEBS . 276 (10): 2669–2685. doi :10.1111/j.1742-4658.2009.06986.x. PMC 2978034. PMID  19459931 . 
  47. ^ Ferrai C, Naum-Onganía G, Longobardi E, Palazzolo M, Disanza A, Diaz VM, Crippa MP, Scita G, Blasi F (август 2009 г.). «Индукция транскрипции HoxB ретиноевой кислотой требует полимеризации актина». Молекулярная биология клетки . 20 (15): 3543–3551. doi :10.1091/mbc.E09-02-0114. PMC 2719572. PMID  19477923 . 
  48. ^ Xu YZ, Thuraisingam T, Morais DA, Rola-Pleszczynski M, Radzioch D (март 2010). «Ядерная транслокация бета-актина участвует в регуляции транскрипции во время макрофагальной дифференцировки клеток HL-60». Молекулярная биология клетки . 21 (5): 811–820. doi :10.1091/mbc.E09-06-0534. PMC 2828967. PMID  20053683. 
  49. ^ ab Miyamoto K, Pasque V, Jullien J, Gurdon JB (май 2011 г.). «Полимеризация ядерного актина необходима для транскрипционного перепрограммирования Oct4 ооцитами». Genes & Development . 25 (9): 946–958. doi :10.1101/gad.615211. PMC 3084028 . PMID  21536734. 
  50. ^ Huang W, Ghisletti S, Saijo K, Gandhi M, Aouadi M, Tesz GJ, Zhang DX, Yao J, Czech MP, Goode BL, Rosenfeld MG, Glass CK (февраль 2011 г.). «Коронин 2A опосредует актин-зависимую дерепрессию генов воспалительного ответа». Nature . 470 (7334): 414–418. Bibcode :2011Natur.470..414H. doi :10.1038/nature09703. PMC 3464905 . PMID  21331046. 
  51. ^ Миямото К, Гурдон Дж. Б. (сентябрь 2011 г.). «Ядерный актин и транскрипционная активация». Коммуникативная и интегративная биология . 4 (5): 582–583. doi :10.4161/cib.16491. PMC 3204135. PMID  22046469 . 
  52. ^ Chuang CH, Carpenter AE, Fuchsova B, Johnson T, de Lanerolle P, Belmont AS (апрель 2006 г.). «Дальнодействующее направленное движение участка интерфазной хромосомы». Current Biology . 16 (8): 825–831. Bibcode : 2006CBio...16..825C. doi : 10.1016/j.cub.2006.03.059 . PMID  16631592. S2CID  1191289.
  53. ^ Hofmann WA, Vargas GM, Ramchandran R, Stojiljkovic L, Goodrich JA, de Lanerolle P (ноябрь 2006 г.). «Ядерный миозин I необходим для образования первой фосфодиэфирной связи во время инициации транскрипции РНК-полимеразой II». Journal of Cellular Biochemistry . 99 (4): 1001–1009. doi :10.1002/jcb.21035. PMID  16960872. S2CID  39237955.
  54. ^ Olson EN, Nordheim A (май 2010). «Связывание динамики актина и транскрипции генов для управления функциями клеточной подвижности». Nature Reviews Molecular Cell Biology . 11 (5): 353–365. doi :10.1038/nrm2890. PMC 3073350. PMID  20414257 . 
  55. ^ Miralles F, Posern G, Zaromytidou AI, Treisman R (май 2003 г.). «Динамика актина контролирует активность SRF путем регуляции его коактиватора MAL». Cell . 113 (3): 329–342. CiteSeerX 10.1.1.327.7451 . doi :10.1016/s0092-8674(03)00278-2. PMID  12732141. S2CID  17209744. 
  56. ^ Vartiainen MK (июнь 2008 г.). «Динамика ядерного актина — от формы к функции». FEBS Letters . 582 (14): 2033–2040. Bibcode : 2008FEBSL.582.2033V. doi : 10.1016/j.febslet.2008.04.010. PMID  18423404. S2CID  35474838.
  57. ^ Knöll B (июнь 2010 г.). «Актин-опосредованная экспрессия генов в нейронах: связь MRTF-SRF». Biological Chemistry . 391 (6): 591–597. doi :10.1515/BC.2010.061. PMID  20370316. S2CID  36373214.
  58. ^ Tsopoulidis N, Kaw S, Laketa V, Kutscheidt S, Baarlink C, Stolp B, Grosse R, Fackler OT (январь 2019 г.). «Формирование ядерной актиновой сети, запускаемое рецептором Т-клеток, управляет эффекторными функциями Т-клеток CD4+». Science Immunology . 4 (31): eaav1987. doi : 10.1126/sciimmunol.aav1987 . PMID  30610013.
  59. ^ ab Huang Y, Zhang S, Park JI. Динамика ядерного актина в экспрессии генов, репарации ДНК и раке. Results Probl Cell Differ. 2022;70:625-663. doi: 10.1007/978-3-031-06573-6_23. PMID  36348125; PMCID: PMC9677682
  60. ^ Пал, Дхиман Санкар; Банерджи, Татсат; Лин, Йиян; де Трогофф, Феликс; Борлейс, Джейн; Иглесиас, Пабло А.; Девреотес, Питер Н. (июль 2023 г.). «Активация отдельных нисходящих узлов в сети факторов роста управляет миграцией иммунных клеток». Developmental Cell . 58 (13): 1170–1188.e7. doi :10.1016/j.devcel.2023.04.019. ISSN  1534-5807. PMC 10524337 . PMID  37220748. 
  61. ^ Лин, Ийян; Пал, Дхиман Санкар; Банерджи, Париджат; Банерджи, Татсат; Цинь, Гуанхуэй; Дэн, Ю; Борлейс, Джейн; Иглесиас, Пабло А.; Девреотес, Питер Н. (2024-07-01). «Подавление Ras усиливает поляризацию и миграцию клеток, вызванную контрактильностью заднего актомиозина». Nature Cell Biology : 1–15. doi :10.1038/s41556-024-01453-4. ISSN  1476-4679. PMID  38951708.
  62. ^ abcd Лодиш и др. 2016, с. 811–812.
  63. ^ Лодиш и др. 2016, стр. 796.
  64. ^ abcde Lodish et al. 2016, с. 803–805.
  65. ^ Лодиш и др. 2016, с. 805–806.
  66. ^ ab Lodish et al. 2016, стр. 807.
  67. ^ Фудзивара К, Портер М.Е., Поллард Т.Д. (октябрь 1978 г.). «Локализация альфа-актинина в борозде деления во время цитокинеза». Журнал клеточной биологии . 79 (1): 268–275. doi :10.1083/jcb.79.1.268. PMC 2110217. PMID  359574 . 
  68. ^ Pelham RJ, Chang F (сентябрь 2002 г.). «Динамика актина в сократительном кольце во время цитокинеза у делящихся дрожжей». Nature . 419 (6902): 82–86. Bibcode :2002Natur.419...82P. doi :10.1038/nature00999. PMID  12214236. S2CID  4389564.
  69. ^ Лодиш и др. 2016, стр. 809.
  70. ^ Mashima T, Naito M, Noguchi K, Miller DK, Nicholson DW, Tsuruo T (март 1997). «Расщепление актина CPP-32/апопаином во время развития апоптоза». Oncogene . 14 (9): 1007–1012. doi : 10.1038/sj.onc.1200919 . PMID  9070648.
  71. ^ Wang KK (январь 2000 г.). «Кальпаин и каспаза: можете ли вы заметить разницу?». Trends in Neurosciences . 23 (1): 20–26. doi :10.1016/S0166-2236(99)01479-4. PMID  10631785. S2CID  17571984.
  72. ^ Villa PG, Henzel WJ, Sensenbrenner M, Henderson CE, Pettmann B (март 1998). «Ингибиторы кальпаина, но не ингибиторы каспазы, предотвращают протеолиз актина и фрагментацию ДНК во время апоптоза». Journal of Cell Science . 111 (Pt 6): 713–722. doi :10.1242/jcs.111.6.713. PMID  9472000.
  73. ^ Huot J, Houle F, Rousseau S, Deschesnes RG, Shah GM, Landry J (ноябрь 1998 г.). «Реорганизация F-актина, зависящая от SAPK2/p38, регулирует раннее образование пузырьков на мембране во время апоптоза, вызванного стрессом». The Journal of Cell Biology . 143 (5): 1361–1373. doi :10.1083/jcb.143.5.1361. PMC 2133090 . PMID  9832563. 
  74. ^ Адамс CL, Нельсон WJ, Смит SJ (декабрь 1996 г.). «Количественный анализ реорганизации кадгерина-катенина-актина во время развития межклеточной адгезии». Журнал клеточной биологии . 135 (6 Pt 2): 1899–1911. doi :10.1083/jcb.135.6.1899. PMC 2133977. PMID  8991100 . 
  75. ^ Witke W, Schleicher M, Noegel AA (январь 1992). «Избыточность в системе микрофиламентов: аномальное развитие клеток Dictyostelium, лишенных двух белков сшивки F-актина». Cell . 68 (1): 53–62. doi :10.1016/0092-8674(92)90205-Q. PMID  1732064. S2CID  37569656.
  76. ^ Fernandez-Valle C, Gorman D, Gomez AM, Bunge MB (январь 1997 г.). «Актин играет роль как в изменениях формы клеток, так и в экспрессии генов, связанных с миелинизацией шванновских клеток». The Journal of Neuroscience . 17 (1): 241–250. doi :10.1523/JNEUROSCI.17-01-00241.1997. PMC 6793673 . PMID  8987752. 
  77. ^ Wolyniak MJ, Sundstrom P (октябрь 2007 г.). «Роль динамики актинового цитоскелета в активации пути циклического АМФ и экспрессии гена HWP1 у Candida albicans». Eukaryotic Cell . 6 (10): 1824–1840. doi :10.1128/EC.00188-07. PMC 2043390. PMID  17715368 . 
  78. ^ Tanaka H, ​​Iguchi N, Egydio de Carvalho C, Tadokoro Y, Yomogida K, Nishimune Y (август 2003 г.). «Новые актиноподобные белки T-ACTIN 1 и T-ACTIN 2 дифференциально экспрессируются в цитоплазме и ядре гаплоидных зародышевых клеток мыши». Biology of Reproduction . 69 (2): 475–482. doi : 10.1095/biolreprod.103.015867 . PMID  12672658.
  79. ^ Jiang YW, Stillman DJ (март 1996). «Эпигенетические эффекты на транскрипцию дрожжей, вызванные мутациями в связанном с актином белке, присутствующем в ядре». Genes & Development . 10 (5): 604–619. doi : 10.1101/gad.10.5.604 . PMID  8598290.
  80. ^ Manor U, Kachar B (декабрь 2008 г.). «Динамическая регуляция длины сенсорных стереоцилий». Семинары по клеточной и эволюционной биологии . 19 (6): 502–510. doi :10.1016/j.semcdb.2008.07.006. PMC 2650238. PMID  18692583 . 
  81. ^ Rzadzinska AK, Schneider ME, Davies C, Riordan GP, ​​Kachar B (март 2004). «Актиновая молекулярная беговая дорожка и миозины поддерживают функциональную архитектуру стереоцилий и самообновление». Журнал клеточной биологии . 164 (6): 887–897. doi :10.1083/jcb.200310055. PMC 2172292. PMID  15024034 . 
  82. ^ Xu J, Van Keymeulen A, Wakida NM, Carlton P, Berns MW, Bourne HR (май 2007 г.). «Полярность выявляет внутреннюю хиральность ячеек». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (22): 9296–9300. Bibcode : 2007PNAS..104.9296X. doi : 10.1073 /pnas.0703153104 . PMC 1890488. PMID  17517645. 
  83. ^ Тамада А., Кавасе С., Мураками Ф., Камигучи Х. (февраль 2010 г.). «Автономное правовинтовое вращение филоподий конуса роста приводит к повороту нейритов». Журнал клеточной биологии . 188 (3): 429–441. doi :10.1083/jcb.200906043. PMC 2819689. PMID  20123994 . 
  84. ^ Wan LQ, Ronaldson K, Park M, Taylor G, Zhang Y, Gimble JM, Vunjak-Novakovic G (июль 2011 г.). «Микропаттернированные клетки млекопитающих проявляют лево-правую асимметрию, специфичную для фенотипа». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (30): 12295–12300. Bibcode : 2011PNAS..10812295W. doi : 10.1073/pnas.1103834108 . PMC 3145729. PMID  21709270 . 
  85. ^ abcde Lodish et al. 2016, с. 779.
  86. ^ abc Elzinga M, Collins JH, Kuehl WM, Adelstein RS (сентябрь 1973 г.). «Полная аминокислотная последовательность актина скелетных мышц кролика». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 70 (9): 2687–2691. Bibcode : 1973PNAS...70.2687E. doi : 10.1073/pnas.70.9.2687 . PMC 427084. PMID  4517681 . 
  87. ^ ab Collins JH, Elzinga M (август 1975). «Первичная структура актина из скелетных мышц кролика. Завершение и анализ аминокислотной последовательности». Журнал биологической химии . 250 (15): 5915–5920. doi : 10.1016/S0021-9258(19)41139-3 . PMID  1150665.
  88. ^ abcdefg Dos Remedios CG, Chhabra D (2008). Актин-связывающие белки и заболевания. Springer. ISBN 978-0-387-71747-0.
  89. ^ ab Kabsch W, Mannherz HG, Suck D, Pai EF, Holmes KC (сентябрь 1990 г.). "Атомная структура комплекса актин:ДНКаза I". Nature . 347 (6288): 37–44. Bibcode :1990Natur.347...37K. doi :10.1038/347037a0. PMID  2395459. S2CID  925337.
  90. ^ Rould MA, Wan Q, Joel PB, Lowey S, Trybus KM (октябрь 2006 г.). «Кристаллические структуры выраженного неполимеризующегося мономерного актина в состояниях АДФ и АТФ». Журнал биологической химии . 281 (42): 31909–31919. doi : 10.1074/jbc.M601973200 . PMID  16920713.
  91. ^ ab Holmes KC, Popp D, Gebhard W, Kabsch W (сентябрь 1990 г.). "Атомная модель актинового филамента". Nature . 347 (6288): 44–49. Bibcode :1990Natur.347...44H. doi :10.1038/347044a0. PMID  2395461. S2CID  4317981.
  92. ^ abc Lodish et al. 2016, стр. 780.
  93. ^ abc Reisler E, Egelman EH (декабрь 2007 г.). «Структура и функция актина: чего мы до сих пор не понимаем». Журнал биологической химии . 282 (50): 36133–36137. doi : 10.1074/jbc.R700030200 . PMID  17965017.
  94. ^ abcd Oda T, Iwasa M, Aihara T, Maéda Y, Narita A (январь 2009). "Природа перехода глобулярного актина в фиброзный актин". Nature . 457 (7228): 441–445. Bibcode :2009Natur.457..441O. doi :10.1038/nature07685. PMID  19158791. S2CID  4317892.
  95. ^ Begg DA, Rodewald R, Rebhun LI (декабрь 1978 г.). «Визуализация полярности актиновых филаментов в тонких срезах. Доказательства однородной полярности мембранно-ассоциированных филаментов». Журнал клеточной биологии . 79 (3): 846–852. doi :10.1083/jcb.79.3.846. PMC 2110270. PMID  569662. 
  96. ^ Генезер Ф (1981). Гистолог. Мунксгаард. п. 105. ИСБН 978-87-16-08418-7.
  97. ^ abc von der Ecken J, Müller M, Lehman W, Manstein DJ, Penczek PA, Raunser S (май 2015 г.). «Структура комплекса F-актин-тропомиозин». Nature . 519 (7541): 114–117. Bibcode :2015Natur.519..114V. doi :10.1038/nature14033. PMC 4477711 . PMID  25470062. 
  98. ^ Холл Дж. Э., Гайтон А. К. (2006). Учебник медицинской физиологии . Сент-Луис, Миссури: Elsevier Saunders. стр. 76. ISBN 978-0-7216-0240-0.
  99. ^ Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М., Робертс К., Уолтер П., ред. (2002). «Самосборка и динамическая структура филаментов цитоскелета». Молекулярная биология клетки (4-е изд.). Garland Science. ISBN 978-0-8153-3218-3.
  100. ^ ab Simons CT, Staes A, Rommelaere H, Ampe C, Lewis SA, Cowan NJ (февраль 2004 г.). «Избирательный вклад субъединиц эукариотического префолдина в связывание актина и тубулина». Журнал биологической химии . 279 (6): 4196–4203. doi : 10.1074/jbc.M306053200 . PMID  14634002.
  101. ^ ab Martín-Benito J, Boskovic J, Gómez-Puertas P, Carrascosa JL, Simons CT, Lewis SA, Bartolini F, Cowan NJ, Valpuesta JM (декабрь 2002 г.). «Структура эукариотического префолдина и его комплексов с развернутым актином и цитозольным шаперонином CCT». The EMBO Journal . 21 (23): 6377–6386. doi :10.1093/emboj/cdf640. PMC 136944. PMID  12456645 . 
  102. ^ ab Vandamme D, Lambert E, Waterschoot D, Cognard C, Vandekerckhove J, Ampe C, Constantin B, Rommelaere H (июль 2009 г.). "мутанты альфа-актина скелетных мышц немалиновой миопатии вызывают гибель клеток в культивируемых мышечных клетках" (PDF) . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research . 1793 (7): 1259–1271. doi :10.1016/j.bbamcr.2009.04.004. PMID  19393268.
  103. ^ ab Brackley KI, Grantham J (январь 2009). "Активность шаперонина, содержащего TCP-1 (CCT): влияние на прогрессию клеточного цикла и организацию цитоскелета". Cell Stress & Chaperones . 14 (1): 23–31. doi :10.1007/s12192-008-0057-x. PMC 2673901 . PMID  18595008. 
  104. ^ ab Stirling PC, Cuéllar J, Alfaro GA, El Khadali F, Beh CT, Valpuesta JM, Melki R, Leroux MR (март 2006 г.). «PhLP3 модулирует опосредованное CCT сворачивание актина и тубулина через тройные комплексы с субстратами». Журнал биологической химии . 281 (11): 7012–7021. doi : 10.1074/jbc.M513235200 . PMID  16415341.
  105. ^ Hansen WJ, Cowan NJ, Welch WJ (апрель 1999 г.). «Комплексы префолдина-растущей цепи в фолдинге цитоскелетных белков». Журнал клеточной биологии . 145 (2): 265–277. doi :10.1083/jcb.145.2.265. PMC 2133115. PMID  10209023 . 
  106. ^ Мартин-Бенито Дж, Грантем Дж, Боскович Дж, Брэкли КИ, Карраскоса ДжЛ, Уиллисон КР, Вальпуэста ДжМ (март 2007). «Расположение цитозольного шаперонина CCT между кольцами». EMBO Reports . 8 (3): 252–257. doi :10.1038/sj.embor.7400894. PMC 1808031. PMID  17304242. 
  107. ^ Neirynck K, Waterschoot D, Vandekerckhove J, Ampe C, Rommelaere H (январь 2006 г.). «Актин взаимодействует с CCT через дискретные сайты связывания: модель связывания переход-высвобождение для опосредованного CCT сворачивания актина». Журнал молекулярной биологии . 355 (1): 124–138. doi :10.1016/j.jmb.2005.10.051. PMID  16300788.
  108. ^ Vavylonis D, Yang Q, O'Shaughnessy B (июнь 2005 г.). «Кинетика полимеризации актина, структура колпачка и флуктуации». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (24): 8543–8548. arXiv : q-bio/0404004 . Bibcode : 2005PNAS..102.8543V. doi : 10.1073/pnas.0501435102 . PMC 1150824. PMID  15939882 . 
  109. ^ Katkar HH, Davtyan A, Durumeric AE, Hocky GM, Schramm A, Enrique M, Voth GA (сентябрь 2018 г.). «Взгляд на кооперативную природу гидролиза АТФ в актиновых филаментах». Biophysical Journal . 115 (8): 1589–1602. Bibcode :2018BpJ...115.1589K. doi :10.1016/j.bpj.2018.08.034. PMC 6260209 . PMID  30249402. 
  110. ^ McCullagh M, Saunders MG, Voth GA (сентябрь 2014 г.). «Раскрытие тайны гидролиза АТФ в актиновых филаментах». Журнал Американского химического общества . 136 (37): 13053–13058. doi :10.1021/ja507169f. PMC 4183606. PMID  25181471 . 
  111. ^ Saunders MG, Voth GA (октябрь 2011 г.). «Молекулы воды в нуклеотидной связывающей щели актина: влияние на конформацию субъединицы и последствия для гидролиза АТФ». Журнал молекулярной биологии . 413 (1): 279–291. doi :10.1016/j.jmb.2011.07.068. PMID  21856312.
  112. ^ ab Lodish et al. 2016, стр. 781.
  113. ^ ab Lodish et al. 2016, стр. 783.
  114. ^ ab Lodish et al. 2016, стр. 784.
  115. ^ Biologia celular (на испанском языке). Эльзевир Испания. 2002. с. 132. ИСБН 978-84-458-1105-4.
  116. ^ Домингес Р. (ноябрь 2004 г.). «Актин-связывающие белки — объединяющая гипотеза». Тенденции в биохимических науках . 29 (11): 572–578. doi :10.1016/j.tibs.2004.09.004. PMID  15501675.
  117. ^ Robinson RC, Turbedsky K, Kaiser DA, Marchand JB, Higgs HN, Choe S, Pollard TD (ноябрь 2001 г.). «Кристаллическая структура комплекса Arp2/3». Science . 294 (5547): 1679–1684. Bibcode :2001Sci...294.1679R. doi :10.1126/science.1066333. PMID  11721045. S2CID  18088124.
  118. ^ abcd Лодиш и др. 2016, с. 786.
  119. ^ Лодиш и др. 2016, с. 787–788.
  120. ^ PDB : 2BTF ​; Schutt CE, Myslik JC, Rozycki MD, Goonesekere NC, Lindberg U (октябрь 1993 г.). «Структура кристаллического профилина-бета-актина». Nature . 365 (6449): 810–816. Bibcode :1993Natur.365..810S. doi :10.1038/365810a0. PMID  8413665. S2CID  4359724.
  121. ^ abcd Лодиш и др. 2016, с. 785.
  122. ^ Лодиш и др. 2016, стр. 784–785.
  123. ^ Лодиш и др. 2016, стр. 785, 788.
  124. ^ Лодиш и др. 2016, стр. 788–789.
  125. ^ Vandekerckhove J, Weber K (декабрь 1978 г.). «По крайней мере шесть различных актинов экспрессируются у высших млекопитающих: анализ, основанный на аминокислотной последовательности аминоконцевого триптического пептида». Журнал молекулярной биологии . 126 (4): 783–802. doi :10.1016/0022-2836(78)90020-7. PMID  745245.
  126. ^ Khaitlina SY (2001). Функциональная специфичность изоформ актина . International Review of Cytology. Vol. 202. pp. 35–98. doi :10.1016/S0074-7696(01)02003-4. ISBN 9780123646064. PMID  11061563.
  127. ^ abcde Поллард 2016, «Гены, сохранение последовательности, распределение и распространенность».
  128. ^ ab Miwa T, Manabe Y, Kurokawa K, Kamada S, Kanda N, Bruns G, Ueyama H, Kakunaga T (июнь 1991 г.). «Структура, расположение хромосом и экспрессия гена гамма-актина гладких мышц человека (энтерального типа): эволюция шести генов актина человека». Молекулярная и клеточная биология . 11 (6): 3296–3306. doi :10.1128/mcb.11.6.3296. PMC 360182. PMID  1710027 . 
  129. ^ Erickson HP (июль 2007 г.). «Эволюция цитоскелета». BioEssays . 29 (7): 668–677. doi : 10.1002/bies.20601. PMC 2630885. PMID  17563102. 
  130. ^ Гардинер Дж., Макги П., Оверол Р., Марк Дж. (2008). «Происходят ли гистоны, тубулин и актин от общего предкового белка?». Protoplasma . 233 (1–2): 1–5. doi :10.1007/s00709-008-0305-z. PMID  18615236. S2CID  21765920.
  131. ^ Galletta BJ, Cooper JA (февраль 2009 г.). «Актин и эндоцитоз: механизмы и филогения». Current Opinion in Cell Biology . 21 (1): 20–27. doi :10.1016/j.ceb.2009.01.006. PMC 2670849. PMID 19186047  . 
  132. ^ Mullins RD, Pollard TD (апрель 1999). «Структура и функция комплекса Arp2/3». Current Opinion in Structural Biology . 9 (2): 244–249. doi :10.1016/S0959-440X(99)80034-7. PMID  10322212.
  133. ^ Popp D, Narita A, Maeda K, Fujisawa T, Ghoshdastider U, Iwasa M, Maéda Y, Robinson RC (май 2010 г.). «Структура, организация и динамика нитей в листах MreB». Журнал биологической химии . 285 (21): 15858–15865. doi : 10.1074/jbc.M109.095901 . PMC 2871453. PMID  20223832 . 
  134. ^ van den Ent F, Amos LA, Löwe J (сентябрь 2001 г.). «Прокариотическое происхождение актинового цитоскелета». Nature . 413 (6851): 39–44. Bibcode :2001Natur.413...39V. doi :10.1038/35092500. PMID  11544518. S2CID  4427828.
  135. ^ Carballido-López R (декабрь 2006 г.). «Бактериальный актиноподобный цитоскелет». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 70 (4): 888–909. doi :10.1128/MMBR.00014-06. PMC 1698507. PMID  17158703 . 
  136. ^ Popp D, Xu W, Narita A, Brzoska AJ, Skurray RA, Firth N, Ghoshdastider U, Goshdastider U, Maéda Y, Robinson RC, Schumacher MA (март 2010 г.). «Структура и динамика филаментов актиноподобного белка ParM pSK41: последствия для сегрегации плазмидной ДНК». Журнал биологической химии . 285 (13): 10130–10140. doi : 10.1074/jbc.M109.071613 . PMC 2843175. PMID  20106979 . 
  137. ^ Popp D, Narita A, Ghoshdastider U, Maeda K, Maéda Y, Oda T, Fujisawa T, Onishi H, Ito K, Robinson RC (апрель 2010 г.). «Полимерные структуры и динамические свойства бактериального актина AlfA». Журнал молекулярной биологии . 397 (4): 1031–1041. doi :10.1016/j.jmb.2010.02.010. PMID  20156449.
  138. ^ Popp D, Narita A, Lee LJ, Ghoshdastider U, Xue B, Srinivasan R, Balasubramanian MK, Tanaka T, Robinson RC (июнь 2012 г.). «Новая актиноподобная структура филаментов из Clostridium tetani». Журнал биологической химии . 287 (25): 21121–21129. doi : 10.1074 /jbc.M112.341016 . PMC 3375535. PMID  22514279. 
  139. ^ Хара Ф, Ямаширо К, Немото Н, Охта Ю, Ёкобори С, Ясунага Т, Хисанага С, Ямагиши А (март 2007 г.). «Гомолог актина археи Thermoplasma acidophilum, сохраняющий древние характеристики эукариотического актина». Журнал бактериологии . 189 (5): 2039–2045. дои : 10.1128/JB.01454-06. ПМЦ 1855749 . ПМИД  17189356. 
  140. ^ Su AI, Wiltshire T, Batalov S, Lapp H, Ching KA, Block D, Zhang J, Soden R, Hayakawa M, Kreiman G, Cooke MP, Walker JR, Hogenesch JB (апрель 2004 г.). «Атлас генов транскриптомов, кодирующих белки мыши и человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (16): 6062–6067. Bibcode : 2004PNAS..101.6062S. doi : 10.1073/pnas.0400782101 . PMC 395923. PMID  15075390 . 
  141. ^ ab "ACTS_HUMAN". P68133 . Консорциум UniProt. Архивировано из оригинала 2012-11-05 . Получено 2013-01-21 .
  142. ^ ab Bathe FS, Rommelaere H, Machesky LM (2007). "Фенотипы мутантов актина, связанных с миопатией, в дифференцированных миотрубочках C2C12". BMC Cell Biology . 8 (1): 2. doi : 10.1186/1471-2121-8-2 . PMC 1779783 . PMID  17227580. 
  143. ^ Кайндл А.М., Рюшендорф Ф., Краузе С., Гебель Х.Х., Келер К., Беккер С., Понгратц Д., Мюллер-Хёккер Дж., Нюрнберг П., Столтенбург-Дидингер Г., Лохмюллер Х., Хюбнер А. (ноябрь 2004 г.). «Миссенс-мутации ACTA1 вызывают доминантную врожденную миопатию с ядрами». Журнал медицинской генетики . 41 (11): 842–848. дои : 10.1136/jmg.2004.020271. ПМЦ 1735626 . ПМИД  15520409. 
  144. ^ Sparrow JC, Nowak KJ, Durling HJ, Beggs AH, Wallgren-Pettersson C, Romero N, Nonaka I, Laing NG (сентябрь 2003 г.). «Мышечные заболевания, вызванные мутациями в гене альфа-актина скелетных мышц (ACTA1)». Neuromuscular Disorders . 13 (7–8): 519–531. doi :10.1016/S0960-8966(03)00101-9. PMID  12921789. S2CID  20716.
  145. ^ North K, Ryan MM (2002). «Немалиновая миопатия». В Pagon RA, Bird TD, Dolan CR, Stephens K, Adam MP (ред.). GeneReviews [Интернет] . Сиэтл (WA): Университет Вашингтона, Сиэтл. PMID  20301465. Архивировано из оригинала 2017-01-18.
  146. ^ Ilkovski B, Nowak KJ, Domazetovska A, Maxwell AL, Clement S, Davies KE, Laing NG, North KN, Cooper ST (август 2004 г.). «Доказательства доминантно-негативного эффекта при немалиновой миопатии ACTA1, вызванной аномальным сворачиванием, агрегацией и измененной полимеризацией мутантных изоформ актина». Human Molecular Genetics . 13 (16): 1727–1743. doi : 10.1093/hmg/ddh185 . PMID  15198992.
  147. ^ Clarke NF, Ilkovski B, Cooper S, Valova VA, Robinson PJ, Nonaka I, Feng JJ, Marston S, North K (июнь 2007 г.). «Патогенез врожденной диспропорции типов волокон, связанной с ACTA1». Annals of Neurology . 61 (6): 552–561. doi :10.1002/ana.21112. PMID  17387733. S2CID  11746835.
  148. ^ Watson MB, Lind MJ, Smith L, Drew PJ, Cawkwell L (2007). «Анализ экспрессии микрочипов выявляет гены, связанные с устойчивостью к цисплатину in vitro в модели клеточной линии». Acta Oncologica . 46 (5): 651–658. doi : 10.1080/02841860601156157 . PMID  17562441. S2CID  7163200.
  149. ^ Guo DC, Pannu H, Tran-Fadulu V, Papke CL, Yu RK, Avidan N, Bourgeois S, Estrera AL, Safi HJ, Sparks E, Amor D, Ades L, McConnell V, Willoughby CE, Abuelo D, Willing M, Lewis RA, Kim DH, Scherer S, Tung PP, Ahn C, Buja LM, Raman CS, Shete SS, Milewicz DM (декабрь 2007 г.). «Мутации в альфа-актине гладких мышц (ACTA2) приводят к аневризмам и расслоениям грудной аорты». Nature Genetics . 39 (12): 1488–1493. doi :10.1038/ng.2007.6. PMID  17994018. S2CID  62785801.
  150. ^ Guo DC, Papke CL, Tran-Fadulu V, Regalado ES, Avidan N, Johnson RJ, Kim DH, Pannu H, Willing MC, Sparks E, Pyeritz RE, Singh MN, Dalman RL, Grotta JC, Marian AJ, Boerwinkle EA, Frazier LQ, LeMaire SA, Coselli JS, Estrera AL, Safi HJ, Veeraraghavan S, Muzny DM, Wheeler DA, Willerson JT, Yu RK, Shete SS, Scherer SE, Raman CS, Buja LM, Milewicz DM (май 2009 г.). «Мутации в альфа-актине гладких мышц (ACTA2) вызывают ишемическую болезнь сердца, инсульт и болезнь моямоя, а также заболевание грудной аорты». Американский журнал генетики человека . 84 (5): 617–627. doi :10.1016/j.ajhg.2009.04.007. PMC 2680995. PMID  19409525 . 
  151. ^ Akpolat N, Yahsi S, Godekmerdan A, Yalniz M, Demirbag K (сентябрь 2005 г.). «Значение альфа-SMA в оценке тяжести фиброза печени при инфекции гепатита B и развитии цирроза: гистопатологическое и иммуногистохимическое исследование». Histopathology . 47 (3): 276–280. doi :10.1111/j.1365-2559.2005.02226.x. PMID  16115228. S2CID  23800095.
  152. ^ Хамада Х, Петрино МГ, Какунага Т (октябрь 1982 г.). «Молекулярная структура и эволюционное происхождение гена актина сердечной мышцы человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 79 (19): 5901–5905. Bibcode : 1982PNAS...79.5901H. doi : 10.1073 /pnas.79.19.5901 . PMC 347018. PMID  6310553. 
  153. ^ ab Olson TM, Michels VV, Thibodeau SN, Tai YS, Keating MT (май 1998). «Мутации актина при дилатационной кардиомиопатии, наследственной форме сердечной недостаточности». Science . 280 (5364): 750–752. Bibcode :1998Sci...280..750O. doi :10.1126/science.280.5364.750. PMID  9563954. S2CID  26971894.
  154. ^ Xia XG, Zhou H, Samper E, Melov S, Xu Z (январь 2006 г.). "Pol II-экспрессированная shRNA снижает экспрессию гена Sod2 и вызывает фенотипы нокаута гена у мышей". PLOS Genetics . 2 (1): e10. doi : 10.1371/journal.pgen.0020010 . PMC 1358942 . PMID  16450009. 
  155. ^ Онлайн Менделевское наследование у человека (OMIM): Актин, альфа, сердечная мышца; ACTC1 - 102540
  156. ^ Matsson H, Eason J, Bookwalter CS, Klar J, Gustavsson P, Sunnegårdh J, Enell H, Jonzon A, Vikkula M, Gutierrez I, Granados-Riveron J, Pope M, Bu'Lock F, Cox J, Robinson TE, Song F, Brook DJ, Marston S, Trybus KM, Dahl N (январь 2008 г.). «Мутации альфа-кардиального актина вызывают дефекты межпредсердной перегородки». Human Molecular Genetics . 17 (2): 256–265. doi : 10.1093/hmg/ddm302 . PMID  17947298.
  157. ^ Девлин ТМ (2006). Биокимика. Барселона: Реверте. ISBN 978-84-291-7208-9.
  158. ^ Кабаева З. (11 ноября 2002 г.). Генетический анализ при гипертрофической кардиомиопатии (диссертация). doi :10.18452/14800.
  159. ^ Olson TM, Doan TP, Kishimoto NY, Whitby FG, Ackerman MJ, Fananapazir L (сентябрь 2000 г.). «Унаследованные и de novo мутации в гене сердечного актина вызывают гипертрофическую кардиомиопатию». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 32 (9): 1687–1694. doi :10.1006/jmcc.2000.1204. PMID  10966831.
  160. ^ Рамирес CD, Падрон Р. (2004). «Семейная гипертрофическая кардиомиопатия: гены, мутации и модели животных». обзор]. Investigación Clínica (на испанском языке). 45 (1): 69–100.
  161. ^ Kaski JP, Syrris P, Burch M, Tomé-Esteban MT, Fenton M, Christiansen M, Andersen PS, Sebire N, Ashworth M, Deanfield JE, McKenna WJ, Elliott PM (ноябрь 2008 г.). «Идиопатическая рестриктивная кардиомиопатия у детей вызвана мутациями в генах белков сердечного саркомера». Heart . 94 (11): 1478–1484. doi :10.1136/hrt.2007.134684. PMID  18467357. S2CID  44257334.
  162. ^ Пиготт Т.Дж., Джефферсон Д. (1991). «Идиопатический паралич общего малоберцового нерва — обзор тринадцати случаев». British Journal of Neurosurgery . 5 (1): 7–11. doi :10.3109/02688699108998440. PMID  1850600.
  163. ^ "Gene: ACTB". AceView . Национальный центр биотехнологической информации США (NCBI). Архивировано из оригинала 2013-06-18 . Получено 2013-01-21 .
  164. ^ Chang KW, Yang PY, Lai HY, Yeh TS, Chen TC, Yeh CT (сентябрь 2006 г.). «Идентификация новой изоформы актина в гепатоцеллюлярной карциноме». Hepatology Research . 36 (1): 33–39. doi :10.1016/j.hepres.2006.05.003. PMID  16824795.
  165. ^ Уильямс КЛ, Рахимтула М, Мироу КМ (2005). "Hsp27 и рост аксонов во взрослых сенсорных нейронах in vitro". BMC Neuroscience . 6 (1): 24. doi : 10.1186/1471-2202-6-24 . PMC 1087488 . PMID  15819993. 
  166. ^ "Опухоли мягких тканей: Перицитома с t(7;12)". Атлас генетики и цитогенетики в онкологии и гематологии . Университетская больница Пуатье. Архивировано из оригинала 2008-12-30 . Получено 2013-01-21 .
  167. ^ Procaccio V, Salazar G, Ono S, Styers ML, Gearing M, Davila A, Jimenez R, Juncos J, Gutekunst CA, Meroni G, Fontanella B, Sontag E, Sontag JM, Faundez V, Wainer BH (июнь 2006 г.). «Мутация бета-актина, которая изменяет динамику деполимеризации, связана с аутосомно-доминантными пороками развития, глухотой и дистонией». American Journal of Human Genetics . 78 (6): 947–960. doi :10.1086/504271. PMC 1474101 . PMID  16685646. 
  168. ^ Nunoi H, Yamazaki T, Tsuchiya H, Kato S, Malech HL, Matsuda I, Kanegasaki S (июль 1999 г.). «Гетерозиготная мутация бета-актина, связанная с дисфункцией нейтрофилов и рецидивирующей инфекцией». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (15): 8693–8698. Bibcode : 1999PNAS...96.8693N. doi : 10.1073/pnas.96.15.8693 . PMC 17578. PMID  10411937 . 
  169. ^ ab "Gene: ACTG1". AceView . Национальный центр биотехнологической информации США (NCBI). Архивировано из оригинала 2013-06-18 . Получено 2013-01-21 .
  170. ^ Erba HP, Gunning P, Kedes L (июль 1986 г.). «Нуклеотидная последовательность мРНК актина гамма-цитоскелета человека: аномальная эволюция генов актина немышечных позвоночных». Nucleic Acids Research . 14 (13): 5275–5294. doi :10.1093/nar/14.13.5275. PMC 311540. PMID  3737401 . 
  171. ^ Bryan KE, Rubenstein PA (июль 2009). «Аллель-специфические эффекты мутаций гамма-актина при глухоте у человека (DFNA20/26) на взаимодействие актина и кофилина». Журнал биологической химии . 284 (27): 18260–18269. doi : 10.1074/jbc.M109.015818 . PMC 2709362. PMID  19419963 . 
  172. ^ Sonnemann KJ, Fitzsimons DP, Patel JR, Liu Y, Schneider MF, Moss RL, Ervasti JM (сентябрь 2006 г.). «Цитоплазматический гамма-актин не требуется для развития скелетных мышц, но его отсутствие приводит к прогрессирующей миопатии». Developmental Cell . 11 (3): 387–397. doi : 10.1016/j.devcel.2006.07.001 . PMID  16950128.
  173. ^ Gouin E, Gantelet H, Egile C, Lasa I, Ohayon H, Villiers V и др. (июнь 1999 г.). «Сравнительное исследование актин-основанных подвижностей патогенных бактерий Listeria monocytogenes, Shigella flexneri и Rickettsia conorii». Journal of Cell Science . 112 (11): 1697–1708. doi :10.1242/jcs.112.11.1697. PMID  10318762.
  174. ^ Lambrechts A, Gevaert K, Cossart P, Vandekerckhove J, Van Troys M (май 2008 г.). «Listeria comet tails: the actin-based motility machinery at work». Trends in Cell Biology . 18 (5): 220–227. doi :10.1016/j.tcb.2008.03.001. PMID  18396046.
  175. ^ Gouin E, Welch MD, Cossart P (февраль 2005 г.). «Актиновая подвижность внутриклеточных патогенов». Current Opinion in Microbiology . 8 (1): 35–45. doi :10.1016/j.mib.2004.12.013. PMID  15694855.
  176. ^ Parks QM, Young RL, Poch KR, Malcolm KC, Vasil ML, Nick JA (апрель 2009 г.). «Усиление нейтрофилами развития биопленки Pseudomonas aeruginosa: человеческий F-актин и ДНК как мишени для терапии». Журнал медицинской микробиологии . 58 (ч. 4): 492–502. doi :10.1099/jmm.0.005728-0. PMC 2677169. PMID  19273646 . 
  177. ^ Лю Y, Белкина НВ, Шоу С (2009). "ВИЧ-инфекция Т-клеток: актин-в и актин-аут". Science Signaling . 2 (66): pe23. doi :10.1126/scisignal.266pe23. PMID  19366992. S2CID  30259258.
  178. ^ Machesky LM, Tang HR (июль 2009). «Выступы на основе актина: промоторы или ингибиторы инвазии рака?». Cancer Cell . 16 (1): 5–7. doi : 10.1016/j.ccr.2009.06.009 . PMID  19573806.
  179. ^ ab Скороход ОА, Баррера В, Хеллер Р, Карта Ф, Туррини Ф, Арезе П, Шварцер Э (2014). «Малярийный пигмент гемозоин ухудшает хемотаксическую подвижность и трансэндотелиальную миграцию моноцитов через 4-гидроксиноненаль». Free Radic Biol Med . 75 : 210–21. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2014.07.004 . PMID  25017964.
  180. ^ Кыран ТР, Отлу О, Карабулут АБ (2023). «Окислительный стресс и антиоксиданты в здоровье и болезни». Журнал лабораторной медицины . 47(1): 1–1. doi : 10.1515/labmed-2022-0108 .
  181. ^ Hess H, Clemmens J, Qin D, Howard J, Vogel V (2001). «Управляемые светом молекулярные челноки, изготовленные из моторных белков, переносящих грузы на инженерных поверхностях». Nano Letters . 1 (5): 235–239. Bibcode : 2001NanoL...1..235H. doi : 10.1021/nl015521e.
  182. ^ Mansson A, Sundberg M, Bunk R, Balaz M, Nicholls IA, Omling P, Tegenfeldt JO, Tagerud S, Montelius L (2005). «Молекулярные двигатели на основе актина для транспортировки грузов в нанотехнологиях — возможности и проблемы». IEEE Transactions on Advanced Packaging . 28 (4): 547–555. doi :10.1109/TADVP.2005.858309. S2CID  33608087.
  183. ^ Шарма С., Ханукоглу И. (апрель 2019 г.). «Картирование участков локализации эпителиального натриевого канала (ENaC) и CFTR в сегментах придатка яичка млекопитающих». Журнал молекулярной гистологии . 50 (2): 141–154. doi :10.1007/s10735-019-09813-3. PMID  30659401. S2CID  58026884.
  184. ^ Vandesompele J, De Preter K, Pattyn F, Poppe B, Van Roy N, De Paepe A, Speleman F (июнь 2002 г.). "Точная нормализация количественных данных ОТ-ПЦР в реальном времени путем геометрического усреднения нескольких внутренних контрольных генов". Genome Biology . 3 (7): RESEARCH0034. doi : 10.1186/gb-2002-3-7-research0034 . PMC 126239 . PMID  12184808. 
  185. ^ Selvey S, Thompson EW, Matthaei K, Lea RA, Irving MG, Griffiths LR (октябрь 2001 г.). «Бета-актин — неподходящий внутренний контроль для ОТ-ПЦР». Molecular and Cellular Probes . 15 (5): 307–311. doi :10.1006/mcpr.2001.0376. PMID  11735303.
  186. ^ Mukai K, Schollmeyer JV, Rosai J (январь 1981). «Иммуногистохимическая локализация актина: применение в хирургической патологии». Американский журнал хирургической патологии . 5 (1): 91–97. doi :10.1097/00000478-198101000-00013. PMID  7018275.
  187. ^ Хаддад Ф., Рой Р. Р., Чжун Х., Эджертон В. Р., Болдуин К. М. (август 2003 г.). «Атрофические реакции на бездеятельность мышц. II. Молекулярные маркеры дефицита белка». Журнал прикладной физиологии . 95 (2): 791–802. doi :10.1152/japplphysiol.01113.2002. PMID  12716877. S2CID  8268572.
  188. ^ Hocquette JF, Lehnert S, Barendse W, Cassar-Malek I, Picard B (2006). «Современные достижения в протеомном анализе и его использование для определения качества мяса птицы». World's Poultry Science Journal . 62 (1): 123–130. doi :10.1079/WPS200589. S2CID  86189373.
  189. ^ Nollet L (2004). «Методы и инструменты в прикладном анализе пищевых продуктов». Справочник по анализу пищевых продуктов . Том 3 (2-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Marcel Dekker. С. 1741–2226. ISBN 978-0-8247-5039-8.
  190. ^ Halliburton WD (август 1887 г.). «О плазме мышц». Журнал физиологии . 8 (3–4): 133–202. doi :10.1113/jphysiol.1887.sp000252. PMC 1485127. PMID  16991477 . 
  191. ^ ab Banga I (1942). Szent-Györgyi A (ред.). «Подготовка и свойства миозина A и B». Исследования Института медицинской химии Университета Сегеда. 1941-1942 . I : 5–15.
  192. ^ Штрауб Б.Ф. (1942). Сент-Дьёрдьи А (ред.). «Актин». Исследования Института медицинской химии Университета Сегеда. 1942 год . II : 3–15.
  193. ^ Bugyi B, Kellermayer M (март 2020 г.). «Открытие актина: «увидеть то, что видели все остальные, и подумать то, что никто не подумал»». Журнал исследований мышц и подвижности клеток . 41 (1): 3–9. doi :10.1007/s10974-019-09515-z. PMC 7109165. PMID  31093826 . 
  194. ^ Сент-Дьёрдьи А (1942). Сент-Дьёрдьи А (ред.). «Дискуссия». Исследования Института медицинской химии Университета Сегеда. 1941-1942 гг . Я : 67–71.
  195. ^ Сент-Дьёрдьи А (1945). «Исследования о мышцах». Acta Physiol Scandinav . 9 (Приложение): 25.
  196. ^ ab Straub FB, Feuer G (1989). «Аденозинтрифосфат. Функциональная группа актина. 1950». Biochimica et Biophysica Acta . 1000 : 180–195. doi :10.1016/0006-3002(50)90052-7. PMID  2673365.
  197. ^ Барани М., Баррон Дж. Т., Гу Л., Барани К. (декабрь 2001 г.). «Обмен нуклеотида, связанного с актином, в интактной артериальной гладкой мышце». Журнал биологической химии . 276 (51): 48398–48403. doi : 10.1074/jbc.M106227200 . PMID  11602582.
  198. ^ Oriol C, Dubord C, Landon F (январь 1977). «Кристаллизация нативного актина поперечно-полосатых мышц». FEBS Letters . 73 (1): 89–91. Bibcode : 1977FEBSL..73...89O. doi : 10.1016/0014-5793(77)80022-7 . PMID  320040. S2CID  5142918.
  199. ^ Sawaya MR, Kudryashov DS, Pashkov I, Adisetiyo H, Reisler E, Yeates TO (апрель 2008 г.). «Множественные кристаллические структуры димеров актина и их влияние на взаимодействия в актиновых филаментах». Acta Crystallographica Section D. 64 ( Pt 4): 454–465. Bibcode :2008AcCrD..64..454S. doi :10.1107/S0907444908003351. PMC 2631129 . PMID  18391412. 
  200. ^ Narita A, Takeda S, Yamashita A, Maéda Y (ноябрь 2006 г.). «Структурная основа колпачка актинового филамента на зазубренном конце: исследование с помощью криоэлектронной микроскопии». The EMBO Journal . 25 (23): 5626–5633. doi :10.1038/sj.emboj.7601395. PMC 1679762. PMID  17110933 . 
  201. ^ ab Lodish et al. 2016, стр. 791–792.
  202. ^ abc Lodish et al. 2016, стр. 792.

Цитируемые работы

Внешние ссылки