Depolymerisation von Aktinfilamenten

Aktinfilamente (F-Aktin) bestehen aus Aktin-Untereinheiten. Die Dissoziation von Aktinmonomeren kann an beiden Enden von F-Aktin erfolgen. Die Dissoziationsrate ist am Minus- bzw. spitzen Ende schneller, wo die Aktin-Untereinheiten mit einem gebundenen ADP vorliegen, zusammen bekannt als ADP-Aktin. Die Depolymerisation von F-Aktin wird durch Proteine unterstützt, einschließlich des Aktin-depolymerisierenden Faktors (ADF) und der Cofilin-Proteinfamilie, Gelsolin und des Glia-Maturationsfaktors (GMF).

In F-Actin können die ADF/Cofilin-Proteine im Verhältnis eins zu eins an ADP-Actine binden. Das Aktinfilament verdreht sich, wenn diese Proteine an ADP-Aktin binden, wodurch mechanischer Stress entsteht und das Filament spröde wird. Dieser Stress ermöglicht eine schnelle Dissoziation der Cofilin-gebundenen ADP-G-Actine vom Filament. Die ADF/Cofilin-Proteine sind auch mit AIP-1 (Actin-Interacting Protein1) assoziiert, was die Dissoziationsrate am Minus-Ende weiter erhöht.

Gelsolin ist ein durch Calciumionen aktiviertes Aktin-bindendes Protein. Aktiviertes Gelsolin verkeilt sich in einem geraden Aktinfilament und unterbricht die Wechselwirkungen zwischen den Aktinmonomeren innerhalb des Filaments, wodurch das F-Aktin in zwei Teile gespalten wird. Ein Ende hat ein neu gebildetes, mit Gelsolin bedecktes Plus-Ende, während das andere Filament ein neu gebildetes Minus-Ende mit schnell dissoziierenden ADP-G-Actinen hat.

Die Zerlegung von Aktinfilamenten kann auch an verzweigten Filamenten erfolgen, die an den Arp2/3-Komplex gebunden sind. GMF bindet an den Arp2/3-Komplex an der Verzweigungsstelle von Aktinnetzwerken. Bei der Bindung verhindert es die weitere Keimbildung von Aktinfilamenten an dieser Stelle. GMF spielt eine wichtige Rolle bei der Bildung von Lamellipodien, die für die Zellbewegung und -migration erforderlich sind.