โปรตีน

โปรตีน เป็นโปรตีนโครงสร้างที่พบในเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด มีส่วนร่วมในโครงสร้างของโครงร่างโครงร่างและกล้ามเนื้อ

แอกตินคืออะไร

แอกตินเป็นโมเลกุลของโปรตีนที่เก่าแก่มาก ในฐานะโปรตีนโครงสร้างมีอยู่ในไซโทพลาซึมของเซลล์ยูคาริโอตทุกเซลล์และในเซลล์ของเส้นใยกล้ามเนื้อทั้งหมด

ร่วมกับ microtubules และเส้นใยกลางจะสร้างโครงร่างของเซลล์ทุกเซลล์ในรูปแบบของเส้นใยแอกติน มีหน้าที่ร่วมกันในการก่อตัวของโครงสร้างเซลล์และการเคลื่อนที่ของโมเลกุลและออร์แกเนลล์ของเซลล์ภายในเซลล์ เช่นเดียวกับการรวมตัวกันของเซลล์ผ่านทางแยกที่แน่นหนาหรือทางแยกที่ยึดติด ในเส้นใยกล้ามเนื้อแอกตินร่วมกับโปรตีนไมโอซินโทรโปนินและโทรโปมิโอซินจะสร้างการหดตัวของกล้ามเนื้อ

แอกตินสามารถแบ่งออกเป็นสามหน่วยการทำงาน alpha-actin, beta-actin และ gamma-actin อัลฟา - แอกตินเป็นส่วนประกอบโครงสร้างของเส้นใยกล้ามเนื้อในขณะที่เบต้าและแกมมา - แอกตินส่วนใหญ่พบในไซโทพลาซึมของเซลล์ แอกตินเป็นโปรตีนที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้มากซึ่งเกิดขึ้นในเซลล์ยูคาริโอตเซลล์เดียวที่มีการเบี่ยงเบนของลำดับกรดอะมิโนน้อยมาก ในมนุษย์ 10 เปอร์เซ็นต์ของโมเลกุลโปรตีนทั้งหมดในเซลล์กล้ามเนื้อประกอบด้วยแอกติน เซลล์อื่น ๆ ทั้งหมดยังคงมี 1 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ของโมเลกุลนี้ในไซโทพลาสซึม

ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน

แอกตินทำหน้าที่สำคัญในเซลล์และเส้นใยกล้ามเนื้อ ในไซโตพลาสซึมของเซลล์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงร่างโครงร่างเซลล์นั้นสร้างเครือข่ายสามมิติที่หนาแน่นซึ่งยึดโครงสร้างของเซลล์ไว้ด้วยกัน

ในบางจุดในเครือข่ายโครงสร้างจะเสริมความแข็งแรงเพื่อสร้างเมมเบรนนูนเช่น microvilli, synapses หรือ pseudopodia Adherens Junctions และ Tight Junctions พร้อมใช้งานสำหรับผู้ติดต่อเซลล์ โดยรวมแล้วแอกตินมีส่วนช่วยในความเสถียรและรูปร่างของเซลล์และเนื้อเยื่อ นอกจากความเสถียรแล้วแอกตินยังช่วยให้มั่นใจได้ถึงกระบวนการขนส่งภายในเซลล์ มันจับโปรตีน transmembrane ที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างที่สำคัญเพื่อให้อยู่ในบริเวณใกล้เคียงกัน ด้วยความช่วยเหลือของไมโอซิน (โปรตีนจากมอเตอร์) เส้นใยแอกตินยังทำการขนส่งในระยะทางสั้น ๆ

ตัวอย่างเช่นถุงสามารถเคลื่อนย้ายไปยังเมมเบรน การยืดที่ยาวขึ้นจะถูกยึดครองโดย microtubules ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนมอเตอร์ kinesin และ dynein แอกตินยังช่วยให้มั่นใจได้ถึงความคล่องตัวของเซลล์ เซลล์ต้องสามารถโยกย้ายภายในร่างกายได้หลายครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันหรือการรักษาบาดแผลตลอดจนการเคลื่อนไหวทั่วไปหรือการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ การเคลื่อนไหวสามารถขึ้นอยู่กับสองกระบวนการที่แตกต่างกัน ในแง่หนึ่งการเคลื่อนไหวสามารถถูกกระตุ้นโดยปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันที่กำหนดทิศทางและในทางกลับกันผ่านปฏิสัมพันธ์ของแอกติน - ไมโอซิน

ในปฏิสัมพันธ์ของแอกติน - ไมโอซินเส้นใยแอกตินจะถูกสร้างขึ้นเป็นกลุ่มเส้นใยที่ทำหน้าที่เหมือนดึงเชือกด้วยความช่วยเหลือของไมโอซิน เส้นใยแอกตินสามารถทำให้เกิดการเจริญเติบโตของเซลล์ในรูปแบบของ pseudopodia (ฟิโลโพเดียและลาเมลลิโพเดีย) นอกเหนือจากการทำงานที่หลากหลายภายในเซลล์แล้วแอกตินยังมีหน้าที่ในการหดตัวของกล้ามเนื้อทั้งกล้ามเนื้อโครงร่างและกล้ามเนื้อเรียบ การเคลื่อนไหวเหล่านี้ขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ของแอกติน - ไมโอซิน เพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งนี้เส้นใยแอกตินจำนวนมากเชื่อมโยงกับโปรตีนอื่น ๆ อย่างเป็นระเบียบ

การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วแอกตินพบได้ในสิ่งมีชีวิตและเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด เป็นส่วนหนึ่งโดยธรรมชาติของไซโตพลาสซึมและช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพของเซลล์การยึดโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างการขนส่งถุงระยะสั้นไปยังเยื่อหุ้มเซลล์และสำหรับการเคลื่อนที่ของเซลล์ หากไม่มีแอกตินเซลล์จะไม่สามารถดำรงอยู่ได้ มีสายพันธุ์แอกตินที่แตกต่างกัน 6 สายพันธุ์ซึ่งแบ่งออกเป็นตัวแปรอัลฟาสามสายพันธุ์หนึ่งตัวแปรเบต้าและตัวแปรแกมมาสองตัว

อัลฟาแอกตินมีส่วนเกี่ยวข้องกับการพัฒนาและการหดตัวของกล้ามเนื้อ เบต้า - แอกตินและแกมมา -1 - แอกตินมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโครงร่างเซลล์ในไซโตพลาสซึม ในทางกลับกัน Gamma-2-actin มีหน้าที่รับผิดชอบต่อกล้ามเนื้อเรียบและกล้ามเนื้อลำไส้ ในระหว่างการสังเคราะห์ monomeric globular actin ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า G-actin จะเกิดขึ้นในขั้นต้น ในทางกลับกันโมเลกุลของโปรตีนโมโนเมอริกแต่ละตัวจะพอลิเมอไรเซชันเพื่อสร้าง F-actin แบบเส้นใย

ในระหว่างกระบวนการพอลิเมอไรเซชันโมโนเมอร์ทรงกลมหลายตัวรวมตัวกันเป็น F-actin ที่มีลักษณะยาว ทั้งการสร้างและการพังทลายของโซ่นั้นมีพลวัตมาก ด้วยวิธีนี้กรอบการทำงานของแอกตินสามารถปรับให้เข้ากับความต้องการปัจจุบันได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้กระบวนการนี้ยังช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนไหวของเซลล์ ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถยับยั้งได้โดยสิ่งที่เรียกว่า cytoskeletal inhibitors ด้วยสารเหล่านี้จะยับยั้งการเกิดโพลีเมอไรเซชันหรือดีโพลิเมอไรเซชัน มีความสำคัญทางการแพทย์ในฐานะผลิตภัณฑ์ยาในบริบทของเคมีบำบัด

โรคและความผิดปกติ

เนื่องจากแอกตินเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของเซลล์ทั้งหมดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหลายอย่างที่เกิดจากการกลายพันธุ์จึงนำไปสู่การตายของสิ่งมีชีวิต การกลายพันธุ์ของยีนสำหรับ alpha actins อาจทำให้เกิดความผิดปกติของกล้ามเนื้อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ alpha-1-actin

เนื่องจากความจริงที่ว่า alpha-2-actin มีหน้าที่รับผิดชอบต่อกล้ามเนื้อหลอดเลือดจึงอาจเกิดการโป่งพองของหลอดเลือดในทรวงอกในครอบครัวได้หากยีน ACTA2 กลายพันธุ์ รหัสยีน ACTA2 สำหรับ alpha-2-actin การกลายพันธุ์ของยีน ACTC1 สำหรับการทำงานของ cardiac alpha actin ทำให้ cardiomyopathy ขยายตัว นอกจากนี้การกลายพันธุ์ของ ACTB ในฐานะยีนสำหรับ cytoplasmic beta-actin อาจทำให้เกิดมะเร็งต่อมน้ำเหลือง B-cell ขนาดใหญ่และแพร่กระจาย โรคแพ้ภูมิตัวเองบางชนิดอาจมีระดับแอคตินแอนติบอดี้สูงขึ้น

โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการอักเสบของตับแพ้ภูมิตัวเอง เป็นโรคตับอักเสบเรื้อรังซึ่งนำไปสู่โรคตับแข็งในระยะยาว ที่นี่พบแอนติบอดีต่อแอกตินของกล้ามเนื้อเรียบ ในแง่ของการวินิจฉัยแยกโรคไวรัสตับอักเสบจากภูมิต้านทานผิดปกติไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะแยกความแตกต่างจากไวรัสตับอักเสบเรื้อรัง เนื่องจากในไวรัสตับอักเสบเรื้อรังแอนติบอดีต่อแอกตินยังสามารถกระตุ้นได้ในระดับที่น้อยกว่า