Destabilisierung von Mikrotubuli

Mikrotubuli durchlaufen eine Reorganisation durch wiederholten Auf- und Abbau ihrer Tubulin-Untereinheiten. Mikrotubuli werden destabilisiert, wenn die Rate der Katastrophe oder Verkürzung die Rate der Rettung oder Dehnung übersteigt.

Die Destabilisierung wird durch MAPs wie Stathmin und Kinesin-13 katalysiert, die jeweils einen unterschiedlichen Wirkmechanismus haben.

Im zytoplasmatischen Pool sequestriert Stathmin die Tubuline, indem es an zwei Tubulin-Heterodimere bindet, die Tubulinkonformation verändert und ihre Ansammlung an den Mikrotubuli verhindert. Dies führt zu einer Verschiebung von der Mikrotubuli-Dehnung zur Schrumpfung.

Zusätzlich bindet Stathmin an die Filamentspitze und biegt sie, um die heterodimeren Tubulin-Untereinheiten nacheinander zu entfernen.

Kinesin-13, ein unbewegliches Mitglied der Kinesin-Proteinfamilie, wirkt als ATP-abhängiger Destabilisator MAP.

ATP-gebundenes Kinesin-13 bindet an der Spitze der Mikrotubuli und löst die Untereinheiten ab, indem es die Umwandlung des GTP-Beta-Tubulins in GDP-Beta-Tubulin fördert. Dies senkt die Affinität des Heterodimers zu benachbarten Untereinheiten im Mikrotubuli-Filament, und die Kinesin-13-gebundenen Tubulin-Dimere werden leicht freigesetzt.

Beim Ablösen vom Mikrotubuli wird ATP hydrolysiert, und die Energie aus dem Abbau von ATP in ADP und anorganisches Phosphat trennt das Kinesin-13 von der Tubulin-Untereinheit.