Tudjunk Egymásról Bugyi Beáta 22/11/2012

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Tudjunk Egymásról Bugyi Beáta 22/11/2012"

Krisztián Nemes
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Listeria monocytogenes Loisel, Boujemaa et al. Nature 1999 Összetett aktin hálózatok Spire/formin szinergia Reymann et al. Nature Materials 1 ADF/aktin Bosch, Bugyi B et al. Molecular Cell 7 Reymann et al. MBC 1 Lamellipodium/lamella Akto miozin kontraktilitás PTE ÁOK Biofizikai Intézet beata.bugyi@aok.pte.hu Bugyi B et al. EMBO Journal 1 "Tudjunk Egymásról - Magyar Tudomány Ünnepe - 1. november. Reymann et al. Science 1 AKTIN LENYŰGÖZŐ FUNKCIONÁLIS POLIMORFIZMUS mechanikai stabilitás polaritás alak sejtmozgás fillopodium lamellipodium lamella stressz rostok intracelluláris pathogének mozgása sejtosztódás sejt-sejt kapcsolatok kontraktilitás fagocitózis endocitózis endoszóma podoszóma Golgi sejtmag és AKTIN-SZABÁLYOZÓ FEHÉRJÉK TÁRHÁZA Renault L., Bugyi B. és mtsai. Trends in Cell Biology 9, Hild G., Bugyi B. és mtsai. Cytoskeleton 1 1

2 FUNKCIÓ vizsgálatok küvettában EGYEDI FEHÉRJÉKEN MESTERSÉGES-EGYSZERŰ KEVÉS ÖSSZETEVŐ ISMERT KOMPONENSEK eredmény: GÖRBÉK vizsgálatok ÉLŐ SEJTBEN TERMÉSZETES-KOMPLEX SZÁMTALAN ÖSSZETEVŐ ISMERETLEN KOMPONENSEK eredmény: KÉP ISMERT KOMPONENSEK sejtmentes, tisztított komponensek, fehérjék szabályozott biokémiai környezet TERMÉSZETES-KOMPLEX lépésről-lépésre növelve a rendszer minőségi/mennyiségi összetettségét (fehérjék, izoformák, mutációk, kémiai komponensek) a fehérjerendszerek közötti (antagonisztikus/szinergikus) komplex hatások eredményeképpen a rendszer önszerveződése révén a sejten belüli környezet rekonstruálása eredmény: KÉP szerkezet dinamika molekuláris összetétel R. P. Feynman

3 mikrogyöngy KÖZEG funkcionalizált mikrogyöngyök aktin + szabályozó fehérjék ATP katalizátor Arp/3 komplex aktivátor (N-WASP) FORMIN (mdia1, DAAM) + F-aktin sapka fehérje ADP Arp/3 profilin ADF + ATP ATP aktin monomer GYÖNGYFELSZÍN aktin filamentum képződés aktin hálózat AKTIN CSÓVA Arp/3 aktiváció elágazó filamentumok GYÖNGYMOZGÁS Bugyi B. és mtsai. FEBS Letters 8 3

4 N GENETIKAI aspektus gén (TPM1-) alternativ splicing >izoformaemlősökben HMW: 1a/1b LMW: a/b SZERKEZETI aspektus alfa-helikális polipeptid lánc, coiled-coil elrendezésben kooperatív aktin filamentum kötés head-to-tail (C-N) kölcsönhatás FUNKCIONÁLIS aspektus FUNKCIONÁLIS DIVERZITÁS C Schevzov és mtsai. Bioarchitecture11. Whitby és mtsai. Proteins. PDB: 1C1G kontroll endogén tropomiozin MEMBRÁN KITÜREMKEDÉSEK LAMELLIPODIUM Arp/3 komplex LAMELLA? Stephanie Gupton és mtsai. Journal of Cell Biology 5

5 kontroll endogén tropomiozin MEMBRÁN KITÜREMKEDÉSEK többlet tropomiozin mikroinjektált PtK1 epitéliális sejtek Stephanie Gupton és mtsai. Journal of Cell Biology 5 MEMBRÁN KÖZELI AKTIN HÁLÓZAT MOLEKULÁRIS ÖSSZETÉTEL Arp/3 komplex és cofilin tropomiozin DINAMIKA aktin turnover polimerizációra képes filamentum végek SZERKEZET egyenletes fűrészfogszerű LAMELLIPODIUM LAMELLA Stephanie Gupton és mtsai. Journal of Cell Biology 5 5

6 pyrenyl fluorescence, a.u μm actin 97 nm His-VCA 3 5 nm Arp/ [sktm], μm control:.9 actin.99 + His-VCA time, s [filament end], nm,3,,1 LASSABB filamentumképződés,,,5 1, 1,5,,5 [sktm], μm TROPOMIOZIN egyedi fehérje: lassabb filamentumképződés Arp/3 komplex gátlása? sejtben: gyorsabb kitüremkedések 6

7 alacsony Arp/3 - N-WASP sűrűség (d = 6 nm) bead velocity, μm / min 8 6 ALACSONY Arp/3 - N-WASP low N-WASP 1 3 [sktm], μm scale bar: μm LASSABB MOZGÁS alacsony Arp/3 - N-WASP sűrűség (d = 6 nm) GYORSABB MOZGÁS magas Arp/3 - N-WASP sűrűség (d = 3 nm) scale bar: μm bead velocity, μm / min 8 6 MAGAS high N-WASP Arp/3 - N-WASP ALACSONY Arp/3 - N-WASP low N-WASP 1 3 [sktm], μm LASSABB MOZGÁS 7

8 GYÖNGY AKTIN HÁLÓZAT branching disszociáció növekedés kötött filamentum ATTACHMENT FORCE szabad filamentum POLYMERISATION FORCE ALACSONY Arp/3-N-WASP SŰRŰSÉG distance between N-WASP molecules, nm MAGAS Arp/3-N-WASP SŰRŰSÉG az elágazások létrejöttének alacsony frekvenciája korlátozza a mozgást bead velocity, μm / min elágazások létrejöttének magas frekvenciája korlátozza a mozgást [N-WASP], nm 8

9 ALACSONY Arp/3-N-WASP SŰRŰSÉG distance between N-WASP molecules, nm MAGAS Arp/3-N-WASP SŰRŰSÉG az elágazások létrejöttének alacsony frekvenciája korlátozza a mozgást + TROPOMIOZIN LASSABB bead velocity, μm / min [sktm], μm:, [N-WASP], nm elágazások létrejöttének magas frekvenciája korlátozza a mozgást + TROPOMIOZIN GYORSABB [ADF].5 [tropomiozin] az aktin hálózat kezdeti pozíciója [c], μm 9

10 [tropomiozin], μm.7 sktm Arp/3 merge "half distance" "half time" 5 [sktm],μm:.7,.56, sktm : Arp/ distance, μm L 1/, μm t 1/, min,,5,5,75 1, [sktm], μm ,,5,5,75 1, [sktm], μm t 1/ = 1 ± 1 min tropomiozin kötés: t 1/ = 1 ± 1 min ~ elágazások disszociációja oldatban: t 1/ = 13.3 min (Le Clainche és mtsai. PNAS 3) 1

11 KONTROLL TÖBBLET TROPOMIOZIN KONTROLL TÖBBLET TROPOMIOZIN Bugyi B. és mtsai. EMBO Journal 1 SEJT MOLEKULÁRIS MODELL LAMELLIPODIA LASSÚ KITÜREMKEDÉSEK GÁTOLT LAMELLIPODIA GYORS KITÜREMKEDÉSEK BIOMIMETIKUS RENDSZER WAVE-Arp/3 LASSÚ MOZGÁS KONTROLL GÁTOLT WAVE-Arp/3 GYORS MOZGÁS TÖBBLET TROPOMIOZIN 11

12 Marie-France Carlier Cytoskeleton dynamics and motility group LEBS CNRS, Gif sur yvette, France Nyitrai Miklós PTE ÁOK Biofizikai Intézet Vig Andrea Huber Tamás Tóth Mónika Erostyák János PTE TTK Kísérleti Fizika Intézet Peter Gunning Department of Pharmacology, Sydney, Ausztrália Mihály József SZBK, Szeged Jan Faix Hannover Department of Biophysical Chemistry, Medizinische Hochschule, Hannover, Németország OTKA-PD8368 NKTH-REG-DD Tirfm_9 Bolyai János Posztdoktori Ösztöndíj, MTA PTE ÁOK Posztdoktori Ösztöndíj European Molecular Biology Organisation La Ligue contre le Cancer TÁMOP-... B-1/1-1-9 TÁMOP-..1. B-1//KONV-1- TÁMOP-..-8/

Hasonló dokumentumok

A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER Bugyi Beáta PTE ÁOK, Biofizikai Intézet. 9. A sejtmozgás mechanizmusai

A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER Bugyi Beáta PTE ÁOK, Biofizikai Intézet. 9. A sejtmozgás mechanizmusai A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER 2011. 05. 03. Bugyi Beáta PTE ÁOK, Biofizikai Intézet 9. A sejtmozgás mechanizmusai Sejtmozgás, motilitás 1. Sejten belüli, intracelluláris mozgás izom összehúzódás organellumok