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什么是肌动蛋白?

2022.4.20

肌动蛋白是一个球状多功能蛋白家族,在细胞骨架中形成微丝,在肌纤维中形成细丝。它基本上存在于所有真核细胞中,其浓度可能超过100μM;它的质量大约为42kDa,直径为4到7nm。

肌动蛋白是细胞中两种细丝的单体亚基:微丝,细胞骨架的三个主要成分之一,和细丝,肌肉细胞中收缩装置的一部分。它可以作为称为G-肌动蛋白(球状)的游离单体存在,也可以作为称为F-肌动蛋白(丝状)的线性聚合物微丝的一部分存在,这两者对于重要的细胞功能至关重要,例如在运动过程中细胞的移动和收缩细胞分裂。

肌动蛋白参与许多重要的细胞过程,包括肌肉收缩、细胞运动、细胞分裂和胞质分裂、囊泡和细胞器运动、细胞信号传导以及细胞连接和细胞形状的建立和维持。许多这些过程是由肌动蛋白与细胞膜的广泛而密切的相互作用介导的。在脊椎动物中,肌动蛋白的三个主要组同种型,的α,测试,和伽玛已被识别。在肌肉组织中发现的α肌动蛋白是收缩装置的主要成分。β和γ肌动蛋白作为细胞骨架的组成部分和内部细胞运动的介质共存于大多数细胞类型中。据信,肌动蛋白形成的各种结构使其能够履行如此大范围的功能,这是通过原肌球蛋白沿细丝的结合来调节的。

细胞动态形成微丝的能力提供了支架,使其能够根据环境或生物体的内部信号快速重塑自身,例如,增加细胞膜吸收或增加细胞粘附以形成细胞组织。其他酶或细胞器如纤毛可以锚定在这个支架上,以控制外部细胞膜的变形,从而允许内吞作用和胞质分裂。它也可以自行或借助分子马达产生运动.因此,肌动蛋白有助于诸如囊泡和细胞器的细胞内运输以及肌肉收缩和细胞迁移等过程。因此,它在胚胎发生、伤口愈合和癌细胞侵袭中起着重要作用。肌动蛋白的进化起源可以追溯到具有等效蛋白质的原核细胞。来自原核生物和古细菌的肌动蛋白同源物聚合成不同的螺旋或线性细丝,由一根或多根链组成。然而,原核生物和古细菌中保留了链内接触和核苷酸结合位点。最后,肌动蛋白在基因表达的控制中起着重要作用。

大量的疾病和疾病是由引起突变在等位基因的的基因调节生产肌动蛋白或其相关的蛋白质。肌动蛋白的产生也是一些病原微生物感染过程的关键。调节人类肌动蛋白生成的不同基因的突变会导致肌肉疾病、心脏大小和功能的变化以及耳聋。细胞骨架的构成也与细胞内细菌和病毒的致病性有关,尤其是在与逃避免疫系统作用相关的过程中。

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