Regulace cofilinu signální drahou ERK

Abstract

Cofilin je malý aktin vazebný protein, který se účastní polymerace a depolymerace aktinových vláken. Cofilin se účastní celé řady buněčných procesů, kde je vyžadována přestavba aktinového cytoskeletu, jako například buněčné dělení a buněčná migrace. V tomto ohledu má buňka řadu vzájemně propojených signálních drah, které umožňují přesnou a také dynamickou regulaci aktivity cofilinu. Jednou z těchto drah je i signální MAP-kinázová kaskáda ERK (extracellular signal-regulated kinase). Ačkoliv dodnes nejsou zcela známé molekulární mechanizmy, kterými signální kaskáda ERK reguluje aktivitu cofilinu, tak se zdá, že signální kaskáda ERK reguluje cofilin hlavně skrze regulaci malých GTPáz rodiny Rho. Signální kaskáda ERK dokáže modulovat činnost Rho GTPáz na mnoha úrovních, od úrovně regulátorů aktivity Rho GTPáz, jako jsou proteiny GAP (GTPase activating protein) a GEF (guanine nucleotide exchange factor), až po úroveň efektorů Rho GTPáz. Signální kaskáda ERK využívá dva základní mechanizmy pro modulaci aktivity těchto signálních drah. První mechanizmus je na transkripční a translační úrovni, kdy signální kaskáda ERK indukuje či reprimuje transkripci a následně i translaci klíčových regulačních proteinů. Druhý mechanizmus je mnohem dynamičtější a odehrává se na úrovni posttranslačních modifikací, a to...

Cofilin is small ubiquitous actin binding protein, which is required for polymerization and depolymerization of actin fibers. Cofilin is involved in numerous cellular processes where the remodeling of actin cytoskeleton is required, such as cell division and cell migration. In order to precisely and dynamically regulate the cofilin activity, cells utilize large network of interconnected signaling pathways. One of these signaling pathways is the MAP-kinase cascade ERK (extracellular signal-regulated kinase), although the molecular mechanisms by which ERK regulates cofilin activity are not fully understood. Much evidence suggests that ERK controls the cofilin activity mainly through the regulation of Rho family of small GTPases. The ERK signaling cascade can modulates the Rho GTPase pathway signaling components, such as GAPs (GTPase activating proteins), GEFs (guanine nucleotide exchange factors) or Rho GTPases effectors. The ERK signaling cascade utilizes two different mechanisms for the regulation of Rho GTPases signaling pathways. The first mechanism is on transcriptional and translational level, where ERK regulates the transcription and subsequently translation of key regulatory proteins. Second mechanism, which is far more dynamic, occurs at the level of posttranslational modification,...