Кіріспе
Актинді байланыстыратын ақуыздар отбасы
ADF/кофилин – актинді байланыстыратын ақуыздар отбасы. Бұл ақуыздар актин микрофиламенттерінің жылдам деполимеризациясымен байланысты, бұл актинге тән динамикалық тұрақсыздықты қамтамасыз етеді. Бұл динамикалық тұрақсыздық актиннің бұлшықеттердің жиырылуында, жасушалардың қозғалуында және транскрипцияны реттеудегі рөлі үшін маңызды. CFL1, кофилин 1-ге кодтайды (бұлшықет емес, немесе n кофилин). CFL2, кофилин 2-ге кодтайды (бұлшықетте табылады: m кофилин). DSTN, дестринге кодтайды, сонымен қатар ADF немесе актин деполимеризациялық факторы деп те аталады. Актинді байланыстыратын ақуыздар актин филаменттерінің құрастырылуын және деполимеризациясын реттейді. ADF/кофилин отбасының мүшесі болып табылатын кофилин, шын мәнінде дестринмен 70% тізбек сәйкестігі бар ақуыз, бұл оны ADF/кофилин отбасының кіші АДФ байланыстыратын ақуыздарының құрамына енгізеді. Ақуыз актин мономерлерімен және филаменттерімен, тиісінше G актинмен және F актинмен байланысады. Кофилин филаменттердің минус ұшында деполимеризацияны тудырады, осылайша олардың қайта құрастырылуын болдырмайды. Ақуыз филаменттерде оң ұштардың көбеюін қамтамасыз ету арқылы актин филаменттерін бөліп жібереді. Актин деполимеризациялық факторлар отбасының ақуыздары бес бета-парақтан, төрт антипараллель және бір параллель, және төрт альфа-спиральдан тұрады, ал орталық альфа-спираль ақуыздардың құрылымын және тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Кофилиннің байланыс орнына жақын төрт актин гистидині кофилин/актин өзара әрекеттесуі үшін қажет болуы мүмкін, бірақ pH сезімталдығы ғана байқалатын өзара әрекеттесу деңгейін түсіндіруге жеткіліксіз болуы мүмкін. Кофилин ADP F актинінде орналасады, өйткені актиннің бұл түрінде икемділік жоғары. Кофилин мен ADF (дестрин) байланысы филаменттің қиылысу ұзындығының қысқаруына әкеледі. Сондықтан, кернеу филамент динамикасын және филамент фрагментациясының деңгейін арттырады, сондай-ақ актин мономерлерінің ұштың басынан түсу жылдамдығын арттырады. Кофилиннің тиімді жұмыс істеуі үшін тропомиозинсіз "ескі" ADP/ADP Pi актин филаменттері және дұрыс pH қажет. Актинді ажырату белсенділігі арқылы (Arp2/3 кешенімен одан әрі полимерлену және ядролану үшін еркін тікенді ұштарды қамтамасыз ету) қол жетімді ATP G актин кофилин актин полимерленуін жылдамдатады. Ұзақ уақытқа созылатын in vivo әсері ретінде кофилин ескі ADP F актинін қайта өңдеп, жасушаның тұрақты қозғалысы үшін ATP G актин қорын сақтауға көмектеседі. pH, фосфорилендіру және фосфоинозитидтер кофилиннің актинмен байланысу және қатысу белсенділігін реттейді.
CFL2, coding for cofilin 2 (found in muscle: m cofilin)
DSTN, coding for destrin, also known as ADF or actin depolymerizing factor
Actin binding proteins regulate assembly and disassembly of actin filaments. Cofilin, a member of the ADF/cofilin family is actually a protein with 70% sequence identity to destrin, making it part of the ADF/cofilin family of small ADP binding proteins. The protein binds to actin monomers and filaments, G actin and F actin, respectively. Cofilin causes depolymerization at the minus end of filaments, thereby preventing their reassembly. The protein is known to sever actin filaments by creating more positive ends on filament fragments. Proteins of the actin depolymerizing factor family characteristically consist of five beta sheets, four antiparallel and one parallel, and four alpha helices with a central alpha helix providing the structure and stability of the proteins. Four actin histidines near the cofilin binding site may be needed for cofilin/actin interaction, but pH sensitivity alone may not be enough of an explanation for the levels of interaction encountered. Cofilin is accommodated in ADP F actin because of increased flexibility in this form of actin. Binding by both cofilin and ADF (destrin) causes the crossover length of the filament to be reduced. Therefore, strains increase filament dynamics and the level of filament fragmentation observed. and increasing the off rate for actin monomers from the pointed end. "Older" ADP/ADP Pi actin filaments free of tropomyosin and proper pH are required for cofilin to function effectively. In the presence of readily available ATP G actin cofilin speeds up actin polymerization via its actin severing activity (providing free barbed ends for further polymerization and nucleation by the Arp2/3 complex). As a long lasting in vivo effect, cofilin recycles older ADP F actin, helping cell to maintain ATP G actin pool for sustained motility. pH, phosphorylation and phosphoinositides regulate cofilin's binding and associating activity with actin
Кофилин сонымен қатар миозин, тропомиозин, α-актинин, гельсолин және скруин сияқты басқа ақуыздармен де байланысады. Бұл ақуыздар актинмен байланысу үшін кофилинмен бәсекелеседі. Актин деполимеризациялық факторы актиннің бірінші және үшінші кішібірліктері арасындағы жарыққа орталық спиральді енгізу арқылы тұрақсызданған F актинге байланыса алады. Актин деполимеризациялық факторы F актинге кооперативті түрде байланысады және F актинде конформациялық өзгеріске түсіреді, бұл оның одан әрі бұрылуына және тұрақсыздануына әкеледі. Бұл бұрау актин мономерлері арасындағы байланысты үзіп, филаментті деполимеризациялайды. Актин деполимеризациялық факторы дефосфориленгенде белсендіріледі және фосфориленгенде тежеледі.
рН
Сияқты орта АТФ гидролизденіп АДФ-ға айналғанда босатылатын бейорганикалық фосфатты тұрақтандырады, сондықтан жоғары pH F-актинге байланысқан АТФ-ның АДФ-ға гидролизденуіне жағдай жасайды, нәтижесінде актиннің тұрақсыздығына себеп болады.
Тропомиозинмен байланысу
F актин тропомиозин және актинді деполимерлейтін факторды бәсекелестікпен және бір-бірінен өзгеше байланыстырады. Тропомиозиннің F актинмен байланысуы кооперативті емес, демек тропомиозиннің байланысуы F актиннің пішін өзгертуіне әкелмейді және оны тұрақсыз етуге себеп болмайды.