وظيفة بروتين الأكتين

تم التعرف على البروتينات الشبيهة بالأكتين (Alps) في بدائيات النوى والعتائق، وتُظهر الأكتينات البكتيرية، تشابهًا بنيويًا عاليًا مع G-actin، ولكنها تعرض أنماطًا شديدة التباين للتجميع الحلزوني، مقارنةً بحقيقية النواة F-actin المحفوظة.

مفهوم بروتين الأكتين

• الأكتين هو البروتين الأكثر وفرة في معظم الخلايا حقيقية النواة، ويتم حفظه بدرجة عالية ويشارك في تفاعلات البروتين أكثر من أي بروتين معروف.

• هذه الخصائص، إلى جانب قدرتها على الانتقال بين الحالات الأحادية (G-actin) والخيطية (F-actin) الخاضعة لسيطرة التحلل المائي للنيوكليوتيدات، والأيونات، وعدد كبير من البروتينات المرتبطة بالأكتين، تجعل الأكتين لاعبًا حاسمًا في العديد من الوظائف الخلوية، بدءًا من حركة الخلية والحفاظ على شكل الخلية والقطبية إلى تنظيم النسخ.

• علاوة على ذلك، يشكل تفاعل الأكتين الخيطي مع الميوسين أساس تقلص العضلات، ونظرًا لدورها المركزي في الخلية، فإن الهيكل الخلوي للأكتين يتم تعطيله أيضًا أو الاستيلاء عليه من قبل العديد من مسببات الأمراض.

دور بروتين الأكتين في ATP وADP

• الأكتين يربط الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) أو ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP) وكاتيون ثنائي التكافؤ، ⁺Mg²، في الخلايا، ذات التقارب النانوي. 

• يربط الأكتين ATP بدرجة تقارب أعلى من ADP، لذلك نظرًا للتركيز العالي لـATP في الخلايا، يكون الأكتين غير المبلمر مشبعًا بـATP.

•  يتبادل النوكليوتيدات المرتبطة ببطء نسبيًا مع النيوكليوتيدات في الوسط.

•  يمكن لبروتينات رابطة مونومر الأكتين المختلفة أن تمنع أو تعزز تبادل النوكليوتيدات.

• يعمل النوكليوتيدات المربوطة على استقرار الجزيء ولكنها ليست ضرورية للبلمرة في المختبر، ومع ذلك، يتبلمر (ATP-actin وADP-actin) بمعدلات مختلفة.

الأدوار الخلوية لمونومرات الأكتين

• تتبلمر مونومرات الأكتين لتشكل خيوطًا تنظم في شبكات ديناميكية ذات أدوار أساسية في العمليات الخلوية المتعددة والمتنوعة.

• يختلف تنظيم الأكتين اختلافًا كبيرًا عبر أنواع الخلايا، ويؤدي التجميع المنظم ودوران شبكات الأكتين إلى عمليات خلوية متعددة، بما في ذلك حركة الخلية، والالتصاق الخلوي، والتغيرات في مورفولوجيا الخلية، والاتجار بالحويصلات، والتحرك  الخلوي.