Několik biologických procesů souvisejících s tvarem a pohybem buněk závisí na aktinových vláknech (přehled v ). Některé klíčové funkce jsou:
- Tvoří dynamický cytoskelet, který poskytuje buňkám strukturální oporu a spojuje vnitřek buňky s jejím okolím. Síly působící na aktinový cytoskelet jsou překládány a přenášeny signálními drahami, které zprostředkovávají informace o vnějším prostředí.
- Umožňují pohyblivost buněk. Například prostřednictvím tvorby a funkce filopodií nebo lamellipodií.
- Během mitózy jsou intracelulární organely transportovány motorickými proteiny do dceřiných buněk po aktinových kabelech
- Ve svalových buňkách jsou aktinová vlákna zarovnána a myozinové proteiny vytvářejí na vláknech síly podporující svalovou kontrakci. Tyto komplexy se nazývají „tenká vlákna“.
- V nesvalových buňkách tvoří aktinová vlákna dráhový systém pro transport nákladu, který je poháněn nekonvenčními myoziny, jako jsou myozin V a VI. Nekonvenční myoziny využívají energii z hydrolýzy ATP k transportu nákladu (např. vezikul a organel) rychlostí mnohem vyšší než difúze.
Tenké vlákno
TM se váže na stranu sousedních aktinových podjednotek podél drážky šroubovice, aby stabilizovalo a zpevnilo aktinové vlákno . TM také brání jiným proteinům v přístupu k filamentu; tato inhibice je nezbytná pro regulaci svalové kontrakce . TN řídí polohu TM podél drážky aktinového vlákna.
V některých případech jsou aktinová vlákna sestavena s akcesorními proteiny a stabilizována jimi do kontraktilních struktur vyššího řádu, jako jsou stresová vlákna (nesvalové buňky) nebo kontraktilní svazky (svalové buňky). Dynamická asociace tropomyosinu a troponinu s aktinovými vlákny stabilizuje aktinová vlákna (souhrnně označovaná jako „tenká vlákna“) tak, aby byla funkční v různých souvislostech.
Jediný tropomyosin se váže na stranu sousedních aktinových podjednotek a přesahuje přibližně sedm aktinových monomerů . Vazba tropomyosinů od konce ke konci vytváří souvislé vlákno tropomyosinových polymerů podél drážky aktinové šroubovice, které umožňuje jejich kooperativní pohyb . Izoformy tropomyosinu stabilizují aktinová vlákna a obsazují stejná vazebná místa na aktinu, která využívají známé regulátory aktinových vláken (např. ADF/kofilin ) (přehled v ).
Zaměřeno na kontraktilní mechanismus
Předpokládá se, že troponin, komplex tří peptidů, zachycuje tropomyosin v závislosti na vápníku v poloze, která brání svazkům myosinu v přístupu k aktinovým vláknům; vazba vápníku na troponin umožňuje konformační restrukturalizaci tropomyosinu, která ponechává vazebná místa myosinu na tenkých vláknech odkrytá . Následné navázání silných myozinových vláken zvyšuje pohyb tropomyozinu směrem od aktinových vláken a plné obnažení vazebných míst pro myozin . Řízení vazby tropomyosinu na silná myosinová vlákna však může být nezávislé na přítomnosti troponinu ; buňky hladkého svalstva a mnohé nesvalové buňky troponin postrádají.
Takto TM reguluje jak asociaci myosinových svazků s aktinovými vlákny, tak kinetiku jejich ATPázy (přehled v ). Je pravděpodobné, že izoformy TM z různých tkání nebo typů buněk mohou mít specifický vliv na aktomyozinovou ATPázovou aktivitu a cytoskeletální funkce
.