MICAL-mediated actin oxidation in axon guidance

Abstract

Během vývoje nervového systému je nezbytné, aby došlo ke vniku precizních neuronálních spojení. Jedním z klíčových kroků při formování těchto spojů je navádění axonů, což je proces, při kterém jsou vyvíjející se axony vedeny ke svému cíli za pomoci různých naváděcích molekul, například semaforinů. Enzymy MICAL jsou součástí specifické signální dráhy semaforinů a plexinů, výsledkem které je repulzivní pohyb vyvíjejícího se axonu. MICAL proteiny katalyzují přímou oxidaci filamentárního aktinu, konkrétně aktinových residuí Met-44 a Met-47 v D-smyčce jednoho aktinového monomeru, což způsobuje rozpad těchto MICALem oxidovaných aktinových filament. MICAL jsou cytosolické proteiny, přítomné u bezobratlých i obratlovců, patřící do skupiny multidoménových flavoproteinových monooxygenáz.

During the development of the nervous system, the proper neuronal connections are formed. One of the crucial steps during this formation is axon guidance, a process where growing axons are guided toward their target, which is controlled by guidance molecules, for example, semaphorins. MICAL enzymes are part of a specific semaphorin-plexin signaling pathway mediating the axon repulsion movement. In particular, MICALs catalyze the direct oxidation of filamentous actin, specifically actin residues Met-44 and Met-47 in the D-loop of one actin monomer, causing the disassembly of actin filaments. MICALs are cytosolic proteins present in both invertebrates and vertebrates, belonging to the multidomain flavoprotein monooxygenase group of proteins.