1. AKTIN CITOSZKELETON

A CITOSZKELETÁLIS REDSZER 20. 02. 08.. AKTI CITOSZKELETO Citozeletáli atin HEp-2 ejteben - rodamin-falloidin jelölé forrá: yitrai Miló, Grama Lázló, PTE ÁOK, Biofiziai Intézet

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 http://cellix.imba.oeaw.ac.at/

AKTI FEHÉRJE I VIVO Fluorezcencia mirozópia - GFP-jelölt atin (Green Fluorecent Protein) Fibroblazt forrá: Vic Small http://cellix.imba.oeaw.ac.at/

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.

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

AHOL A TÖRTÉET KEZDöDIK 942. Straub F. Brúnó: Studie Orvoi Kémia Intézet, Szegedi Tudományegyetem (ed. Szent-Györgyi, A.) ACTI = ACTivatIg http://actin.ao.pte.hu/

AZ AKTI KUTATÁS MÉRFÖLDKÖVEI 887. W.D. Halliburton 942.. 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. 978. Taylor DL., Wang YL. atin filamentumo megjelenítée nem-izom ejteben immunofluorezcencia - trez zála miroinjetált fluorezcen jelölővel ellátott atin - dinamia 989 996. Kron J., Spudich JA. motorfehérjé vizgálata in vitro motilitá ezével 990. Kabch, W. Holme KC. 992-998. 200. 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

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

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 = 0.02-0 - Pi ibocátá = 0.006 - oncentráció: in vivo: 00 200 mm in vitro: 0 mm zöge (+) vég

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 0. 0.6 mm in vivo ~ 2 mm

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

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

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

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

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 = 0.02 0 - Pi ibocátá = 0.006 -

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

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

zöge zöge 0.009 0.004 0.004 ) ( M c zöge m hegye hegye 0.00424 0.0054 0.006 (hegye) M c m zöge zöge.4.6 mm hegye hegye 5.4 2.9 mm c ) ( ) ( hegye zöge hegye zöge Példa: nm M c m Pi zöge vég (+) hegye vég (-) POLIMERIZÁCIÓ DEPOLIMERIZÁCIÓ ÉS KÖVETKEZMÉYE: TAPOSÓMALOM EGYESÚLY

zöge zöge 0.009 0.004 0.004 ) ( M c zöge m hegye hegye 0.00424 0.0054 0.006 (hegye) M c m zöge zöge.4.6 mm hegye hegye 5.4 2.9 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

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

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