АКТИН
Мономер актина (G-актин, 42 кДа) — глобулярный белок, имеющий участки связывания двухвалентных катионов и нуклеотидов. В физиологических условиях эти участки заняты магнием и АТР. Полимеризация актина представляет собой многостадийный процесс, и для того, чтобы понять действие на нее актин-связывающих белков, нужно учитывать всю ее сложность. В результате полимеризации образуются филаменты (F-актин).
Мономеры актина могут соединяться друг с другом, образуя димеры и тримеры, но только тримеры достаточно стабильны, чтобы служить затравками для дальнейшей полимеризации. Сразу после образования затравки (вероятно, тримера) начинается рост полимера — элонгация. Этот процесс может идти на обоих концах филамента, но скорость его для одного и другого конца, как правило, Неодинакова. Путем декорирования филаментов тяжелым меромиозином (образующим на филамен-тах структуры, похожие на наконечники стрел) может быть определена их полярность. На «оперенном» конце филамента (к которому обращены тупые концы стрел после декорирования миозином) элонгация идет быстро, а критическая концентрация полимеризации актина для этого конца ниже, чем для другого (в присутствии АТР). «Заостренный» конец (к которому обращены наконечники стрел) растет медленнее и характеризуется более высокой критической концентрацией. Полимеризация сопровождается гидролизом АТР, однако гидролиз не необходим для полимеризации, поскольку она так же хорошо идет и в присутствии негидролизуемых аналогов АТР. По мере удлинения филаменты могут фрагментироваться в результате теплового движения; кроме того, они могут соединяться друг с другом конец в конец.
Таким образом, при полимеризации актина может в принципе иметь место несколько разных процессов: образование затравок (нуклеация), добавление мономеров к концам филаментов (элонгация), диссоциация мономеров на концах, фрагментация филаментов и их стыковка. К сожалению, когда в растворе актина идет полимеризация, большинство этих процессов протекает одновременно. Кроме того, каждый акт фрагментации филаментов приводит к образованию новых свободных концов, которые ведут себя как затравки. Поэтому для детального анализа какого-либо одного процесса необходимо тем или иным способом воздействовать на ход полимеризации, чтобы дискриминировать различные ее аспекты.
Выбор метода для оценки полимеризации также влияет на то, какая из ее сторон будет доступна изучению. Например, вязкость зависит от длины филаментов, но не от скорости обмена их субъединиц на концах. Тушение флуоресценции нечувствительно к длине филаментов и потому может быть мерой доли актина, включившегося в состав филаментов, но оно зависит от того, происходит или не происходит обмен субъединиц. При прямом измерении длины филаментов с помощью электронного микроскопа трудности создает их фрагментация (если не ограничиваться лишь короткими филаментами). Таким образом, для полного описания кинетических и равновесных характеристик полимеризации актина требуется обычно применение нескольких разных методов измерения.
Похожие материалы: