Белки ADF/кофилин в разрезании и деполимеризации актиновых филаментов
• Для поддержания пула растворимых мономеров актиновые филаменты должны диссоциировать
• Филаменты разрезаются и деполимеризуются при участии семейства белков ADF/кофилин
• При разрезании увеличивается количество концов филаментов, доступных для сборки и диссоциации
• Белки семейства ADF/кофилин кооперативно связываются с актиновыми филаментами, изменяя степень из скручивания
• Актиновые филаменты с присоединенным АДФ являются мишенями для белков семейства ADF/кофилин
Для быстрого пополнения растворимого пула актиновых мономеров в клетке полимеризованные актиновые филаменты должны диссоциировать. Хотя для поддержания пула мономера актина также необходим синтез белка de novo, он представляет собой слишком медленный процесс для быстрого перестройки актинового цитоскелета. Представители семейства кофилин/актиндеполимеризующий фактор (ADF) проявляют регуляторные свойства, связываясь с актиновыми филаментами и ускоряя их деполимеризацию двумя путями: увеличивая скорость диссоциации субъединиц с концов филамента, и фрагментируя (разрезая) его.
В последнем случае также увеличивается общее количество концов филамента доступных для элонгации. Связывание кофилина/ADF белков с актиновыми филаментами носит кооперативный характер, что позволяет этим белкам даже в небольшой концентрации проявлять максимальную эффективность.
Исследование нативных и покрытых колифином филаментов в электронном микроскопе показывает, что кофилин увеличивает степень их спирального скручивания. Вероятно, изменения скручивания обеспечивают кооперативность связывания кофилина, при котором развиваются физические усилия, способствующие диссоциации субъединиц и разрезанию филаментов за счет разрушения стабилизирующих продольных и латеральных контактов между актиновыми субъединицами. Механизм, посредством которого кофилин/ADF белки осуществляют разрезание филамента, пока не выяснен.
Связывание кофилина/ADF с актиновыми филаментами, главным образом, зависит от природы нуклеотида, связанного с субъединицами актина. При этом филаменты, содержащие связанный АДФ, избирательно узнаются кофилин/ADF белками и фрагментируются. Сродство этих белков к филаментам со связанным АДФ-Фн оказывается настолько слабым, что они становятся устойчивыми к фрагментации.
Преимущественное связывание белков с АДФ-актином гарантирует отсутствие диссоциации новообразованных филаментов, содержащих АТФ- и АДФ-Фн-актин, и преимущественную атакуемость АДФ-актиновых субъединиц. Таким образом, в ответ на сигнал внешней среды, по мере перестройки цитоскелета, происходит преимущественная диссоциация более старых актиновых филаментов.
Связывание множества молекул кофилина с актиновыми филаментами увеличивает степень закрученности спирали,
что дестабилизирует связи между субъединицами и приводит к разрушению филамента.
