[세포학] 세포골격 (2) - Actin Filaments (=Microfilaments)

세포골격 운동(Crawling)에 관한 내용은 http://statnmath.tistory.com/70 이 포스팅을 참고하세요

 

 

[1] Actin Filaments (=Microfilaments) 

* 역할: 세포운동(Crawling)으로 근육수축을 하거나, 세포주기 중 Cytokinesis 단계에서 세포질이 나눠질때도 돕는역할을 한다.  

 

* 구성: Actin monomer (아래 그림에서 빨간색 원형 분자)로 두 선의 filaments가 오른쪽 방향 나선형으로 서로 꼬여있다. Flexible하지만 Elasticity (탄성) 는 없는게 특징이다. 또한 분자끼리 한쪽은 +극, - 극으로 극성을 가지고 있다. 

 

* Motor protein: Myosin(미오신)    

  

아래 동영상은 Actin monomer가 형성되는 모습이다.     

 

 

 

 

아래 동영상을보면 자세하게 나와있는데, 우선 설명을 하자면...  

G-Actin 이란 단백질 중심에 APT가 들어오면 ATP Actin이 되는데, 이때 + 쪽으로 빠르게 ATP Actin들끼리 모여 filament를 만들게 되는데 ATP는 ADT로 가수분해되어 결합력이 약해져 다시 흩어지게 된다. 새롭게 단백질이 +쪽으로 추가되는것은 항상 ATP가 있어서 ATP Cap이라고 한다.

 

동영상중에 Actin treadmilling 모습도 나오는데, 노란색이 ATP가 있는 Actin이고, 파란색이 ADP가 있는 Actin이다. +극 쪽에 ATP가 들어있는 Actin이 계속 추가되지만 (사실, +극쪽에서 더 빨리 polymerisation이 이뤄지고 있는것 뿐이다), -극 쪽에 가수분해된 ADP Actin들이 결합력이 부족해서 흩어지게 된다. 결국엔 같은 길이의 filament가 stable하게 유지되는것처럼 보이지만 계속해서 새로운 actin이 추가되고 기존에 actin이 빠져나가서 새롭게 actin이 교환되는걸 Actin treadmilling이라 한다. 길이가 같은 이유는 net addition at + end와 net loss at - end가 같기 때문이다.    

 

Actin Filaments가 근육수축하는 역할을 하는데, 수축역할을 할 수 있도록 단백질을 움직여주게 하는게 바로 Myosin(미오신)이다. 물론, Myosin Family를 보면 정말 다양한 구조가 있는데 그중 근육수축을 담장하고 있는 Myosin II를 보면 아래 그림과 같다. 두개의 굵은선이 꼬여있는쪽이 꼬리고, 오른쪽 동그란부분이 머리쪽이다. 이 Myosin이 필라멘트를 움직이게 해서 수축현상을 일으키게 한다.    

 

아래 동영상은 Myosin이 Actin Filaments를 어떻게 움직이게 하는지 보여주는 애니메이션이다. 보통 Myosin이 Actin Filaments와 떨어져있다라고 생각하는데, 그렇지는 않고 붙어있다. 이때 ATP 결합해서 Myosin이 Actin Filament로부터 떨어져나간다. 그래서 Myosin 머리쪽에서 conformational change가 일어나고, 다시 Pi를 내보내면서 다시 Actin Filament에 붙게된다.  

말로 설명하려니 그렇군. 동영상에 잘 나와있다 :D