Профилин

Профилин – это актин-связывающий белок, участвующий в обеспечении динамической нестабильности и реструктуризации актинового цитоскелета.

Профилин (синий) совместно с актином (зелёный). (PDB код: 1BTF)

Профилин найден во всех эукариотических организмах в большинстве клеток. Профилин важен для пространственного и временного контроля роста актиновых филаментов, который является естественным процессом при клеточном движении и смене клеточной формы. Эта реструктуризация актинового цитоскелета сопровождает такие процессы, как развитие органов, заживление ран и уничтожение инфекционных агентов клетками иммунной системы. Профилин также связывает последовательности, богатые пролином, в различных белках. Несмотря на то, что большая часть профилина связана с актином, у него ещё есть более 50 партнёров для связывания, многие из которых родственны актину. Профилин также вовлечён в процессы, происходящие в клеточном ядре, такие, как сплайсинг мРНК ^[1] Профилин связывает некоторые виды мембранных фосфолипидов (фосфатидилинозитол 4,5- бифосфат и инозитолтрифосфат). Функция этих взаимодействий – поддержание профилина в неактивной форме. Он может быть активирован действием фермента фосфолипазы С. Профилин – главный аллерген, содержащийся в пыльце берёзы и многих травянистых растений.

Источники профилина и распространение

Профилин – это белок с молекулярной массой 14-16 кДа. Единственный ген профилина есть у дрожжей, насекомых и червей, несколько генов - у многих других организмов, включая растения. В клетках млекопитающих были открыты 4 изоформы профилина, из которых профилин-I присутствует во многих тканях, в то время как профилин-II преобладает в мозгу и почках ^[2]

Профилин в регуляции динамики актина

Профилин усиливает рост актиновых микрофиламентов двумя путями:

• Профилин связывается с мономерным актином, занимая актин-актиновую контактирующую сторону; таким образом профилин уменьшает пул мономеров актина, которые могут быть полимеризованы. Однако, профилин также катализирует обмен связанной с актином АДФ на АТФ, преобразуя трудно полимеризуемые АДФ-связанные актиновые мономеры в легко полимеризуемые АТФ-связанные актиновые мономеры. Кроме того, профилин имеет большее сродство к АТФ- , чем с АДФ-связанным актиновыми мономерами. Поэтому в смеси актина, профилина и нуклеотидов (АТФ и АТФ) актин будет полимеризоваться в определённом количестве, которое можно рассчитать по закону действующих масс.

• Профилин-актиновые комплексы включаются в растущие актиновые полимеры благодаря таким белкам, как формин, белок синдрома Вискотта-Алдриха и VASP (все они содержат богатые пролинов FH-2 домены). Полимеризация актина при помощи этих белков идет гораздо быстрее, чем без их участия. Профилин необходим для такой быстрой полимеризации, так как он обеспечивает связывание актиновых мономеров с богатыми пролином белками. Профилин - один из наиболее распространённых белков, связывающих актиновые мономеры. Такие белки, как CAP и (у млекопитающих) тимозинβ4 имеют некоторые функциональные сходства с профилином. С другой стороны, АДФ/кофилин может замедлять и предотвращать действие профилина.

История открытия профилина

Впервые профилин был описан Уно Линдбергом и его помощниками в начале 1970х как белок, связывающий актиновые мономеры. ^[3]Это произошло после осознания того факта, что не только в мышечных, но и в немышечных клетках актин присутствует в больших количествах, хотя часто в неполимеризованном состоянии. Затем возникло мнение, что профилин изолирует актиновые мономеры (удерживает их в форме про-филаментов) и высвобождает их после сигнала, позволяющего начать быструю сборку актиновых мономеров в филаменты.

Ссылки

1. ↑ ^ A. (2000), Journal of Cell Science 113 (21): 3795–3803, http://jcs.biologists.org/cgi/reprint/113/21/3795.pdf, retrieved 2009-04-09
2. ↑ ^ Witke, W., Podtelejnikov, A., Di Nardo, A., Sutherland, J., Gurniak, C., Dotti, C., and M. Mann (1998) In Mouse Brain Profilin I and Profilin II Associate With Regulators of the Endocytic Pathway and Actin Assembly. The EMBO Journal 17(4): 967-976 Entrez Pubmed 9463375
3. ↑ ^ Carlsson L, Nyström LE, Sundkvist I, Markey F, Lindberg U. (1977) Actin polymerizability is influenced by profilin, a low molecular weight protein in non-muscle cells. J. Mol. Biol. 115:465-483 Entrez Pubmed 563468