Úloha proteinů štěpících mikrotubuly při regulaci cytoskeletu

Abstract

Mikrotubuly jsou vysoce dynamické cytoskeletální struktury, které zajišťují tvar buňky, vnitrobuněčný transport a organizaci buněčných organel, účastní se migrace buňky a stavby mitotického vřeténka. Tvoří vysoce organizovanou síť, která mění své uspořádání v odpovědi na okamžité potřeby buňky. Mikrotubuly jsou složeny z αβ-tubulinových dimerů a řady asociovaných proteinů. Jde o polární struktury, u kterých s ohledem na rychlost přidávání αβ- tubulinových dimerů rozeznáváme (+) a (-) konec. Pro rychlou regulaci uspořádání mikrotubulů jsou nezbytné proteiny štěpící mikrotubuly (spastin, katanin a fidgetin), které patří mezi AAA ATPázy. Tyto proteiny po vazbě na mikrotubul jej štěpí na dvě části a generují tak nové (+) a (-) konce mikrotubulů. Tímto způsobem je regulováno mnoho buněčných procesů, jako je udržování tvar buňky, motilita, proliferace i diferenciace. Kromě štěpení mikrotubulů se spastin a fidgetin účastní procesů v jádru buňky. Spastin je také asociován s membránami a účastní tvarování endoplazmatického retikula a tvorby endozomálních váčků. Při mutacích proteinů štěpících mikrotubuly dochází k poruchám embryonálního vývoje, defektům nervové soustavy či sterilitě jedince. Výsledky publikované v posledních letech naznačují, že proteiny štěpící mikrotubuly společně koordinují organizaci...

Microtubules are highly dynamic cytoskeletal structures, which secure cell shape, intracellular transport and organization of cellular organelles. They also participate in cell migration and in formation of mitotic spindle. Microtubules create a highly organized network which changes its organisation in response to the immediate need of the cell. They are formed of αβ-tubulin dimers and a large number of associated proteins. Microtubules are a polar structures with (+) and (-) ends, that differ in the rate of assembly. For fast regulation of microtubule structure are important microtubule-severing proteins (spastin, katanin and fidgetin), that belong to the AAA ATPases. These proteins associate with microtubules and consequently sever microtubules into two parts creating new (+) and (-) ends. In this way, they regulate many cellular processes, such as maintaining of cell shape, cell motility, proliferation and differentiation. Beside microtubule-severing activity, spastin and fidgetin are involved in processes in cell nucleus. Spastin is also associated with membranes and participates in modulation of endoplasmic reticulum and generation of endosomal vesicles. Mutations of microtubule-severing proteins cause embryonal development disorders, nervous system defects or infertility. The latest research...