1. AKTIN CITOSZKELETON

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Méret: px
Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "1. AKTIN CITOSZKELETON"

Átírás

1 A CITOSZKELETÁLIS REDSZER AKTI CITOSZKELETO Citozeletáli atin HEp-2 ejteben - rodamin-falloidin jelölé forrá: yitrai Miló, Grama Lázló, PTE ÁOK, Biofiziai Intézet

2 CITOSZKELETO CITO : ejt / SZKELETO : váz a ejte citoplazmájában található dinamiu fehérjehálózat (proarióta/euarióta) a ejt zerezeti é dinamiai tulajdonágaina meghatározáa AKTI CITOSZKELETO VÉKOY FILAMETUM REDSZER MIKROTUBULUSOK ITERMEDIER FILAMETUMOK forrá: Vic Small

3 CITOSZKELETO CITO : ejt / SZKELETO : váz a ejte citoplazmájában található dinamiu fehérjehálózat (proarióta/euarióta) a ejt zerezeti é dinamiai tulajdonágaina meghatározáa AKTI CITOSZKELETO VÉKOY FILAMETUM REDSZER MIKROTUBULUSOK ITERMEDIER FILAMETUMOK forrá: Vic Small

4 AKTI FEHÉRJE I VIVO Fluorezcencia mirozópia - GFP-jelölt atin (Green Fluorecent Protein) Fibroblazt forrá: Vic Small

5 AKTI FEHÉRJE I VITRO Telje belő vizaverődéen alapuló fluorezcencia mirozópia (TIRFM) Alexa488 SE-jelölt atin [Mg 2+ - ATP - G-atin] =.2 mm Egyég: 0 mm forrá: Baró Sz. Bugyi B. é mtai JBC 200.

6 AZ AKTI FUKCIOÁLIS SOKSZÍŰSÉGE EUKARIÓTA IZOM SEJTEK EM-IZOM SEJTEK polaritá ejtmozgá LP LM SF Arc FA FC FP ala, mechaniai tabilitá fagocitózi endocitózi izomözehúzódá zabályozáa ÖVÉYEK organellum-, veziula tranzport exo-, endocitózi ejtcilu zabályozáa intarcellulári pathogéne mozgáa SEJTMAG tranzripció romatin remodelling jelátvitel endozómá mozgáa ejtoztódá ontratili gyűrű romozóma tranzport PROKARIÓTA ParM, MreB atin homológ fehérjé ejtala plazmid zegregáció

7 AHOL A TÖRTÉET KEZDöDIK 942. Straub F. Brúnó: Studie Orvoi Kémia Intézet, Szegedi Tudományegyetem (ed. Szent-Györgyi, A.) ACTI = ACTivatIg

8 AHOL A TÖRTÉET KEZDöDIK 942. Straub F. Brúnó: Studie Orvoi Kémia Intézet, Szegedi Tudományegyetem (ed. Szent-Györgyi, A.) ACTI = ACTivatIg

9 AZ AKTI KUTATÁS MÉRFÖLDKÖVEI 887. W.D. Halliburton Straub F. Brúnó Szent-Györgyi Albert utatócoportja, Szegedi Tudományegyetem 953. Abercrombie M. elő íérleti megfigyelé fehérje, mely jelenlétében a miozin oagulál az ato-miozin omplex felfedezée é leíráa izom ejteben a omplexben megnöveedett a miozin vizozitáa é ontratilitáa ACTIvatig nem-izom ejte ejtmozgához apcolódó atin trutúráina vizgálata, a ejtmozgá mechanizmua 954. Huxley AF. izomontració mechanizmua (liding filament modell) 974. Lazaride E., Weber K Taylor DL., Wang YL. atin filamentumo megjelenítée nem-izom ejteben immunofluorezcencia - trez zála miroinjetált fluorezcen jelölővel ellátott atin - dinamia Kron J., Spudich JA. motorfehérjé vizgálata in vitro motilitá ezével 990. Kabch, W. Holme KC Jone LJ., van den Ent F. atin monomer 3D röntgendiffració zerezete az atin filamentum 3D modellje proarióta citozeleton felfedezée ParM, MreB atin-homológ fehérjé 999. Carlier MF. az atin alapú mozgá in vitro reontruciója

10 AKTI MOOMER hegye (-) vég alegyég - monomer globulári (G) atin zubdomén 4 zubdomén 2 MW: 42.3 Da 375 aminoav 6.7 x 4 x 3 nm belő domén ülő domén domén zerezet * * nagy affinitáú ötőhely : adenozin nuleotid (ATP/ADP) laú ATPáz ativitá: = 0.6 h - zubdomén 3 C zöge (+) vég zubdomén : étértéű ation Ca 2+ Mg 2+ (in vivo) oncentráció: in vivo: 2 mm in vitro: 0 mm

11 é AKTI FILAMETUM hegye (-) vég filamentum: filamentáli (F) atin zéleég: 7-0 nm, hoz: mm zerezeti polaritá: zöge (+)vég / hegye (-) vég heliáli zerezet: jobbmenete nagy menetemeledéű hélix (37 nm) balmenete i menetemeledéű hélix (5.5 nm ) 37 nm 66 o megnöveedett ATPáz ativitá hidrolízi = Pi ibocátá = oncentráció: in vivo: mm in vitro: 0 mm zöge (+) vég

12 AKTI FILAMETUM KÉPZŐDÉS - POLIMERIZÁCIÓ. UKLEÁCIÓ LAG FÁZIS 2. ELOGÁCIÓ - ÖVEKEDÉS G monomer G + G G2 dimer G2 + G G3 trimer / nuleuz G3 + G F filamentum F + G F + 3. STEADY STATE / DIAMIKUS EGYESÚLY hegye vég (-) F-atin zöge vég (+) atin monomere a filamentum mindét végén - beépülne (azociáció) é - leválna (dizociáció) a filamentum hoza (L) = állandó L = állandó G-atin : F-atin arány = állandó G-atin:= ritiu oncentráció ritiu oncentráció in vitro mm in vivo ~ 2 mm

13 AKTI POLIMER MEYISÉGE: F A POLIMERIZÁCIÓ KIETIKÁJA - UKLEÁCIÓ. UKLEÁCIÓ a nuleáció energetiailag edvezőtlen folyamat az atin dimere/trimere intabilitáa miatt LAG fázi IDŐ: t

14 AKTI POLIMER MEYISÉGE: F A POLIMERIZÁCIÓ KIETIKÁJA - ELOGÁCIÓ a filamentumo növeedée: elongáció ebeég 2. ELOGÁCIÓ állandó. UKLEÁCIÓ IDŐ: t

15 A POLIMERIZÁCIÓ KIETIKÁJA DIAMIKUS EGYESÚLY AKTI POLIMER MEYISÉGE: F 3. STEADY-STATE 2. ELOGÁCIÓ dinamiu egyenúly G-atin : F-atin = állandó [G-atin] = ritiu oncentráció 0. UKLEÁCIÓ IDŐ: t

16 A FILAMETUMOK ÖVEKEDÉSÉEK SEBESSÉGE? azociáció / + polimerizáció c, c [c] [] F-atin c dizociáció / - depolimerizáció F-atinna ét vége van zöge hegye zöge ( ) c ( hegye ) + : azociáció ebeégi állandó (mm - - ) - : dizociáció ebeégi állandó ( - ) [] : filamentum vége oncentrációja (nm) [c] : polimerizálható G-atin oncentrációja (mm) zöge, hegye : az F-atin egye végeire utal

17 AZ AKTI ATPáz AKTIVITÁSA nuleotid ötő zeb * ATP Pi ADP hidrolízi fozfát (Pi) ibocátá ATP + H 2 O ADP + Pi + H - az atin ATPáz ativitáa nem ezenciáli a filamentum épződéhez a filamentumban az ATPáz ativitá jelentően megnövezi a filamentumban az ATP hidrolízi/pi ibocátá a irreverzibili é a filamentum detabilizációjához vezet F-atin dizipatív polimer forma ATPáz ativitá ebeégi állandó G-atin 0.6 h - F-atin hidrolízi = Pi ibocátá =

18 F-atin, mm ÉS KÖVETKEZMÉYE: TAPOSÓMALOM EGYESÚLY Általában igaz, hogy az atin monomere atin filamentumba épülée gyorabb, mint az ATP hidrolízi / Pi dizociáció. hidrolizált ATP, mm Idő, min

19 ÉS KÖVETKEZMÉYE: TAPOSÓMALOM EGYESÚLY F-atin nuleotid tartalom zempontjából inhomogén a ét vég nem egyenértéű: inetiai polaritá ATP ADP-Pi ADP

20 zöge zöge ) ( M c zöge m hegye hegye (hegye) M c m zöge zöge.4.6 mm hegye hegye mm c ) ( ) ( hegye zöge hegye zöge Példa: nm M c m Pi zöge vég (+) hegye vég (-) POLIMERIZÁCIÓ DEPOLIMERIZÁCIÓ ÉS KÖVETKEZMÉYE: TAPOSÓMALOM EGYESÚLY

21 zöge zöge ) ( M c zöge m hegye hegye (hegye) M c m zöge zöge.4.6 mm hegye hegye mm c ) ( ) ( hegye zöge hegye zöge Példa: nm M c m ATP ADP D T nuleotid cere Pi zöge vég (+) hegye vég (-) TAPOSÓMALOM EGYESÚLY POLIMERIZÁCIÓ DEPOLIMERIZÁCIÓ ÉS KÖVETKEZMÉYE: TAPOSÓMALOM EGYESÚLY

22 ÉS KÖVETKEZMÉYE: TAPOSÓMALOM EGYESÚLY ritiu oncentráció elongáció ebeég 0 c dinamiu egyenúlyban (teady-tate): c 0 0 c SZ c H [G-atin] c : c teady tate 0 : c 0 : c teady- tate teady- tate : ritiu oncentráció c teady-tate = c ritiu c c zöge ritiu hegye ritiu 0. mm 0.6 mm

23 TAPOSÓMALOM EGYESÚLY I VIVO: az atin-alapú mozgá ezenciáli feltétele forrá: Lai é mtai EMBO Journal 2008.

24 TAPOSÓMALOM EGYESÚLY I VIVO: az atin-alapú mozgá ezenciáli feltétele forrá: Lai é mtai EMBO Journal 2008.