Профилин — это актин-связывающий белок, участвующий в обеспечении динамической нестабильности и реструктуризации актинового цитоскелета.
Профилин найден во всех эукариотических организмах в большинстве клеток. Профилин важен для пространственного и временного контроля роста актиновых филаментов, который является естественным процессом при клеточном движении и смене клеточной формы. Эта реструктуризация актинового цитоскелета сопровождает такие процессы, как развитие органов, заживление ран и уничтожение инфекционных агентов клетками иммунной системы. Профилин также связывает последовательности, богатые пролином, в различных белках. Несмотря на то, что большая часть профилина связана с актином, у него ещё есть более 50 партнёров для связывания, многие из которых родственны актину. Профилин также вовлечён в процессы, происходящие в клеточном ядре, такие, как сплайсинг мРНК. Профилин связывает некоторые виды мембранных фосфолипидов (фосфатидилинозитол 4,5- бифосфат и инозитолтрифосфат). Функция этих взаимодействий - поддержание профилина в неактивной форме. Он может быть активирован действием фермента фосфолипазы С. Профилин — главный аллерген, содержащийся в пыльце берёзы и многих травянистых растений.
Источники профилина и распространение
Профилин — это белок с молекулярной массой 14-16 кДа. Единственный ген профилина есть у дрожжей, насекомых и червей, несколько генов - у многих других организмов, включая растения. В клетках млекопитающих были открыты 4 изоформы профилина, из которых профилин-I присутствует во многих тканях, в то время как профилин-II преобладает в мозгу и почках.
Профилин в регуляции динамики актина
Профилин усиливает рост актиновых микрофиламентов двумя путями:
- Профилин связывается с мономерным актином, занимая актин-актиновую контактирующую сторону; таким образом профилин уменьшает пул мономеров актина, которые могут быть полимеризованы. Однако, профилин также катализирует обмен связанной с актином АДФ на АТФ, преобразуя трудно полимеризуемые АДФ-связанные актиновые мономеры в легко полимеризуемые АТФ-связанные актиновые мономеры. Кроме того, профилин имеет большее сродство к АТФ- , чем с АДФ-связанным актиновыми мономерами. Поэтому в смеси актина, профилина и нуклеотидов (АТФ и АТФ) актин будет полимеризоваться в определённом количестве, которое можно рассчитать по закону действующих масс.
- Профилин-актиновые комплексы включаются в растущие актиновые полимеры благодаря таким белкам, как формин — белок синдрома Вискотта — Олдрича и VASP (все они содержат богатые пролинов FH-2 домены). Полимеризация актина при помощи этих белков идет гораздо быстрее, чем без их участия. Профилин необходим для такой быстрой полимеризации, так как он обеспечивает связывание актиновых мономеров с богатыми пролином белками. Профилин — один из наиболее распространённых белков, связывающих актиновые мономеры. Такие белки, как CAP и (у млекопитающих) тимозинβ4 имеют некоторые функциональные сходства с профилином. С другой стороны, ADF/кофилины могут замедлять и предотвращать действие профилина.
История открытия профилина
Впервые профилин был описан Уно Линдбергом и его помощниками в начале 1970-х как белок, связывающий актиновые мономеры. Это произошло после осознания того факта, что не только в мышечных, но и в немышечных клетках актин присутствует в больших количествах, хотя часто в неполимеризованном состоянии. Затем возникло мнение, что профилин изолирует актиновые мономеры (удерживает их в форме про-филаментов) и высвобождает их после сигнала, позволяющего начать быструю сборку актиновых мономеров в филаменты.