肌动蛋白动力学调控

通路描述：

通过 G 蛋白偶联受体 (GPCR)、整合素、受体酪氨酸激酶 (RTK)，以及众多其他特异性受体（如 semaphorin 1a 受体 PlexinA），将信号转导至细胞骨架，可对细胞活动产生不同效应，其中包括细胞形态改变、迁移、增殖和存活。在许多细胞类型中，整合素与局部黏附复合体的其他成分结合，可作为细胞外基质和细胞骨架之间的连接。整合素激活后，引发局部黏附激酶 (FAK) 和 Src 激酶的激活，导致其他 FA 成分（比如桩蛋白和 Crk 偶联的底物 p130 Cas）的磷酸化，以及信号连转导接蛋白的聚集。

细胞响应外部刺激因子而作出的胞内调节是通过大量信号级联放大实现的，其中包括小 GTP 酶的 Rho 家族（Rho、Rac 和 Cdc42）及其激活剂、鸟苷酸交换因子 (GEF)及其下游的蛋白激酶效应器，包括 Rho-激酶/ROCK 和 p21 激活激酶 (PAK)，以及通过 GTP 酶直接结合的几种主动调节蛋白，比如皮层肌动蛋白、 mDia、WAVE 和 WASP。这些级联放大聚集在能够直接调节肌动蛋白细胞骨架行为和构造的蛋白上，这些蛋白包括肌动蛋白相互作用调节蛋白，比如丝切蛋白、Arp2/3 复合体、Ena/VASP、forminins、抑制蛋白和凝溶胶蛋白。通过不同通路进行信号转导会导致形成不同的肌动蛋白依赖性结构，其协调性装配/分解对受引导的细胞迁移和其他细胞行为都有重要影响。迁移还受到转导至肌球蛋白的信号调节，其中肌球蛋白参与引导边缘肌动蛋白动力学，并能够使细胞后部回缩。原肌球蛋白通过防止结合切断和动力因子，进而稳定纤维状肌动蛋白。某些原肌球蛋白还能够增强纤丝动力学。绝大部分肌动蛋白依赖性细胞活动，都需要动态肌动蛋白；抑制肌动蛋白装配和防止肌动蛋白分解，对绝大部分细胞行为有等效的抑制作用。

在免疫病理、发育缺陷和癌症中，经常发生细胞骨架信号转导的异常控制，这可能导致细胞外刺激与细胞反应之间断开。

主要文献：

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• Hung RJ, Yazdani U, Yoon J, Wu H, Yang T, Gupta N, Huang Z, van Berkel WJ, Terman JR (2010) Mical links semaphorins to F-actin disassembly. Nature 463(7282), 823–7.
• Levayer R, Lecuit T (2012) Biomechanical regulation of contractility: spatial control and dynamics. Trends Cell Biol. 22(2), 61–81.
• Poukkula M, Kremneva E, Serlachius M, Lappalainen P (2011) Actin-depolymerizing factor homology domain: a conserved fold performing diverse roles in cytoskeletal dynamics. Cytoskeleton (Hoboken) 68(9), 471–90.
• Ridley AJ (2011) Life at the leading edge. Cell 145(7), 1012–22.
• Rottner K, Stradal TE (2011) Actin dynamics and turnover in cell motility. Curr. Opin. Cell Biol. 23(5), 569–78.

感谢来自科罗拉多州柯林斯堡市科罗拉多州立大学的 James Bamburg 教授，更新肌动蛋白动力学调节以及微管动力学通路调节。