• Полимеризация актина и динамика филаментов регулируются белками, относящимися к группе Rho малых G-белков
• Активация белков Rho, Rac и Cdc42 индуцирует образование ламеллоподий, филоподий и сократительных филаментов соответственно
Как отмечалось в предыдущей статье, серия событий, приводящих к перестройке актинового цитоскелета, начинается с поступления внешних сигналов, которые запускают внутриклеточную систему их реализации, активирующую белки WASP/Scar.
Многие агенты внешней среды, например ростовые факторы, хемоаттрактанты и хеморепелленты, которые способствуют миграции клетки и изменению ее формы, связываются с трансмембранными рецепторами. Передача сигнала именно через эти рецепторы приводит к активации белков группы Rho, относящихся к мономерным G-белкам, причем различные рецепторы ответственны за активацию различных белков.
Белки Rho представляют собой ГТФазы и относятся к подгруппе Ras, которые обладают способностью активироваться при обмене ГДФ на ГТФ. У человека идентифицировано по меньшей мере двадцать различных генов, кодирующих белки группы Rho. На основании первичной структуры и клеточных функций эти белки можно подразделить на подгруппы, которые обозначаются Rho, Rac и Cdc42. Многие белки играют критическую роль в регуляции изменений актинового цитоскелета в ответ на внешние сигналы.
Белки подгрупп Rac и Cdc42 способствуют перестройке актиновых структур за счет активации белков WASP/Scar и WAVE. Последние, в свою очередь, активируют комплекс Arp2/3. Рисунок ниже иллюстрирует результат активации белков Rac, Cdc42 и Rho, для каждого из которых в клетке существуют различные мишени и которые поэтому индуцируют образование различных актиновых структур.
Белки подгруппы Rac индуцируют образование ламеллоподий и мембранных складок (роффлов), структур, близких к ламеллоподиям, и способным отходить от дорзальной поверхности клетки и втягиваться обратно. Эти белки непосредственно не взаимодействуют с белками WAVE, однако могут высвобождать их из неактивного комплекса, так что последние способны связываться с комплексом Arp2/3. Белки подгруппы Cdc42 непосредственно связываются с WASP; это связывание приводит к переходу WASP из неактивной формы в активную, которая способна стимулировать комплекс Arp2/3. Активация белков Cdc42 обеспечивает образование связок актиновых филаментов и рост филоподий.
Белки подгруппы Rho стимулируют образование сократимых филаментов, содержащих актин и миозин II (напоминающих стресс-фибриллы). Предполагается, что эти сократимые филаменты помогают клетке противостоять механическим воздействиям; они также определяют адгезивные свойства клеток и принимают участие в их формообразовании. Сигналы, исходящие от Rho белков, приводят к фосфорилированию легких цепей миозина, что активирует немышечный миозин.
Белки Rho также стабилизируют миозин-содержащие филаменты, активируя киназу (LIM киназу), которая фосфорилирует кофилин и ингибирует процессы разрезания и деполимеризации актиновых филаментов. Также белки этой подгруппы участвуют в активации нуклеации актиновых филаментов в клетках дрожжей, вызываемой формином.
Активация Rac, Rho или Cdc42 в клетке приводит к образованию актиновых структур различного типа.
После окрашивания актиновых структур клетки исследовали во флуоресцентном микроскопе.