Wechselwirkungen der V-ATPasevon Manduca sexta mit dem Aktin ...

Einleitung
Für das Entstehen und das Funktionieren zellulärer Strukturen wie des Zell-Cortex
oder der Filopodien und Lamellipodien von beweglichen Zellen werden sogenannte Crosslin-
king-Proteine gebraucht. Manche von ihnen binden Aktinfilamente zu parallelen dicken Bün-
deln, andere vernetzen sie quer zueinander und bilden damit maschenähnliche Strukturen.
Manche Crosslinking-Proteine wie z.B. Fimbrin erfüllen ihre Funktion mit Hilfe zweier Ak-
tinbindungsstellen, andere wie z.B. α-Aktinin haben zwar nur eine Aktinbindungsstelle, liegen
aber als Dimere vor (Ayscough, 1998).
Die Aktivität von Aktin-bindenden Proteinen und damit die Dynamik des Aktin-
Zytoskeletts wird vielfältig kontrolliert. Dies zeigt sich besonders bei den Mitgliedern der
Familie der ADF/Cofiline, die sowohl durch Phosphorylierung als auch durch pH-
Änderungen, aber auch durch die Bindung von Polyphosphoinositiden in ihrer Aktivität regu-
liert werden können. So findet die Depolymerisierung der Aktinfilamente nur bei einem pH-
Wert über 7,5 statt, bei einem pH von weniger als 7,5 verlieren die ADF/Cofiline ihre Depo-
lymerisations-Aktivität (Yonezawa et al., 1985). Die Phosphorylierung führt genauso wie die
Bindung von Polyphosphoinositiden zur drastischen Senkung der Affinität zum Aktin
(Ayscough, 1998; Sun et al., 1995). Ein anderes Aktin-bindendes Protein, Gelsolin, welches
Aktinfilamente bricht und neu entstehende „Plus“-Enden stabilisiert, wird in vitro durch Ca 2+
aktiviert und durch Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat gehemmt (Weeds and Maciver,
1993). Beim Profilin schwächt die Interaktion mit Polyphosphoinositiden deutlich die Affini-
tät zum Aktin, während die Phosphorylierung des Profilins die Affinität erhöht (Sathish et al.,
2004; Sun et al., 1995). Crosslinking-Proteine aus der Familie des Fimbrins bzw. des Filamins
besitzen Phosphorylierungsstellen, wodurch vermutlich ihre Wechselwirkung mit dem Aktin-
Zytoskelett reguliert wird (Goldmann, 2001; Messier et al., 1993).
1.3. Wechselwirkung des Aktin-Zytoskeletts mit Transmembranproteinen
Traditionell werden zwei prinzipielle Aspekte der Interaktion zwischen dem Aktin-
Zytoskelett und Membranproteinen diskutiert: die Rolle von Transmembranproteinen bei der
Verankerung des zellulären Cortex an der Membran und der Einfluss der Dynamik des Aktin-
Zytoskeletts auf die Aktivität von Pumpen, Austauschern und Ionenkanälen.
Die Befestigung des Aktin-Zytoskeletts an der Membran wird grundsätzlich durch
zwei Klassen von Transmembranproteinen vermittelt, den Adhäsions-Rezeptoren und den
Ionen-Transportern (Denker and Barber, 2002; Sastry and Burridge, 2000). Die Cadherine
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