액틴 필라멘트의 코필린 유도 구조 변화는 국부적으로 체재합니다
액틴은 힘 생성과 모양 변화를 포함하는 다수 생물학 사건에 있는 결정적인 역할을 하는 중요한 세포 골격 단백질입니다. 액틴 단량체는 많은 관련 단백질과 함께 액틴 세포 골격의 핵심 역할을하는 액틴 필라멘트로 중합됩니다. 정제 된 액틴은 시험관에서 생리 학적 조건 하에서 자발적으로 중합 될 수 있지만,액틴의 조립 및 분해는 세포 내에서 공간적 및 시간적으로 제어됩니다. 예를 들어,액틴 필라멘트의 공동 방향 어셈블리는 액틴 필라멘트의 분해가 액틴 중합의 새로운 라운드를 위해 분해 된 액틴 단량체의 세포 골격 리모델링 및 재활용에 기여하는 반면 멤브레인과 세포 소기관을 밀어 낼 수 있습니다. 따라서 액틴 조립 및 분해의 조정 된 규제는 종종 정상적인 세포 행동을 달성하는 데 필요합니다. 특히,액틴 필라멘트 분해는 세포질에서 어려운 작업입니다. 일단 액틴이 중합되면,필라멘트로부터의 액틴 서브 유닛의 느린 자발적 해리는 전체 액틴 회전율의 속도를 제한한다. 또한,세포질은 일반적으로 순 액틴 조립을 증가시킬 수있는 고농도의 액틴 단량체를 함유한다. 액틴 필라멘트 분해를 촉진하는 요인 중 하나는 액틴 탈중합 인자입니다.이 단백질은 진핵 생물에 걸쳐 다양한 세포 유형으로 표현되며 세포 이동,세포질 형성 및 형태 형성과 같은 액틴 세포 골격의 동적 재배치가 필요한 세포 과정에 관여합니다(1,2). ADF/cofilin(이하 cofilin)을 촉진 말라 depolymerization 을 향상시킵 말라 매출(3⇓-5). 코필린은 협조적인 방식으로 1:1(코필린:액틴 서브 유닛)몰 비율로 액틴 필라멘트의 측면에 결합하여 코필린-장식 된 영역의 클러스터가 생성됩니다. 그런 다음 필라멘트 절단은 필라멘트(6,7)의 코 필린 장식 및 베어 영역 사이의 경계 또는 근처에서 자주 발생합니다. 따라서,코필린은 코필린이 낮은 밀도에서 필라멘트에 결합할 때 액틴 필라멘트를 가장 효율적으로 절단한다(8). 그러나 코필린 클러스터의 가장자리에서 필라멘트 절단 메커니즘은 불분명합니다. Cofilin 인필라멘트 구조적으로 다른 베어필라멘트(9⇓-11),주도하는 가설이 구조적인 불연속적인 경계에서 사 cofilin-바인딩 베어 지역 생성을 기계적으로 연약한 포인트(12). 그러나 다른 연구들은 코필린에 의한 구조적 변화가 베어 영역으로 전파된다는 것을 보여줍니다(13,14). 이 문제를 명확히하기 위해 드 라 크루즈와 신데 라르(15)가 이끄는 협력 그룹은 최근 저온 전자 현미경을 사용하여 코필린 클러스터와 액틴 필라멘트의 구조적 변화를 분석하고 코필린 유도 구조 변화가 경계에서 두 액틴 서브 유닛 내에서 제한된다는 것을 입증했습니다. 2018 년 10 월 1 일 (16)경계에서 코필린과 액틴의 거의 원자 구조를 추가로 결정하고 코필린은 베어 지역의 이웃 액틴 서브 유닛에 영향을 미치지 않고 직접 접촉에 의해 국부적으로 액틴 서브 유닛에 대한 구조적 변화를 유도한다는 것을 보여준다. 코필린 클러스터의 여백에서 액틴 서브 유닛의 고해상도 구조는 코필린 유도 액틴 필라멘트 절단 메커니즘을 이해하는 단서를 제공합니다.
액틴 필라멘트는 편광된 2 가닥 헬리컬 중합체(17)이다. 스태킹 방식으로 액틴의 중합은 뚜렷한 생화학 적 특성을 갖는 두 개의 필라멘트 단부를 생성한다:뾰족한(또는 마이너스)및 가시(또는 플러스)단부(18)(그림. 1). 코필린은 동일한 프로토필라멘트에 2 개의 길이 방향으로 위치된 액틴 서브 유닛과 접촉하고 필라멘트(9)의 비틀림을 변화시킨다. 코필린은 또한 액틴 서브 유닛의 형태를 변화시켜 두 액틴 서브 유닛 사이의 종 방향 접촉이 중단된다(10,11). 액틴-액틴 결합에서 코필린-유도 된 교란이 있더라도,코필린-포화 액틴 필라멘트는 쉽게 단편화되지 않는다(8)코필린은 두 개의 종 방향 액틴 서브 유닛을 안정화시키는 가교 역할을하기 때문에. 단 하나의 코필린 분자만이 필라멘트에 결합될 때,후엔 외. (16)는 상부(뾰족한 끝 부분)액틴 서브 유닛 만이 코 필린 유도 형태를 채택하여 종 방향 액틴-액틴 결합이 상부 코 필린 결합 서브 유닛 사이에서만 중단된다는 것을 발견한다(나는 그림 1 에서. 도 1 에 도시된 바와 같이,종방향으로 인접한 서브유니트(도 1 에 도시된+2)를 포함한다. 1 비). 따라서,단일 코필린은 반대쪽 프로토필라멘트에 영향을 주지 않으면서 오직 하나의 프로토필라멘트에서만 깨지기 쉬운 점을 만들어내는데,이는 효율적인 절단을 야기하기에 충분하지 않다.
