Тубулин: полимеризация
Тубулин in vitro находится в деполимеризованном состоянии в присутствии Са 2+ или при низкой температуре. Для полимеризации тубулина необходимо присутствие ГТФ , Mg 2+ , удаление Са 2+ (например, с помощью ЭГТА ), повышение температуры до 37 градусов ( Гельфанд В.И., 1984 , Weisenberg R.C., 1972 ).
Полимеризация микротрубочек сопровождается гидролизом ГТФ, по одной молекуле ГТФ на одну присоединенную субъединицу ( рис.27с )
Процесс полимеризации тубулина включает стадии нуклеации и элонгации ( рис.z6 ).
Лимитирующей стадией полимеризации является нуклеация. Природа затравок для полимеризации тубулина точно не определена. По- видимому, затравки представляют собой несколько коротких, латерально агрегировавших протофиламентов ( Bershadsky A.D., Vasiliev J.M., 198Х , Kirschner M.W., 1981 ). Элонгация происходит за счет роста протофиламентов, причем разные протофиламенты не всегда растут с одинаковой скоростью.
При деполимеризации же микротрубочек протофиламенты закручиваются в кольца внутренней стороной наружу ( Mandelkow E.-M. et al., 1991 ) ( рис.2-5е )
Как полимеризация, так и деполимеризация микротрубочек происходит на их концах. Микротрубочки являются полярными структурами . Два противоположных конца микротрубочки различаются по скорости элонгации, при этом быстро растущий конец носит название "+"-конца, а медленно растущий - "-"-конца ( Bershadsky A.D., Vasiliev J.M., 198Х , Margolis R.L., Wilson L., 1981 ). Определить полярность микротрубочек можно по форме протофиламентов при деполимеризации ( рис.2-5е ) или по картине связывания динеина ( рис.2-5а ).
Микротрубочки, искусственно стабилизированные с обоих концов, характеризуются высокой стабильностью при наличии в растворе неполимеризованного тубулина. При этом случайно возникающие разломы стенки микротрубочки заживляются посредством присоединения новых субъединиц. При отсутствии же свободного тубулина в микротрубочках разломы приводят к быстрой деполимеризации микротрубочек на обоих образовавшихся концах ( Dye R.B. et al., 1992 ).
Кроме микротрубочек, тубулин может образовывать ряд других структур: пласты, крючки, кольца ( рис.2-4d ).
Основным структурным компонентом всех этих полимеров являются протофиламенты тубулина, различным образом соединенные друг с другом. В крючках и кольцах протофиламенты не прямые, как в микротрубочках, а изогнуты. Протофиламенты иногда они обнаруживаются и в виде самостоятельных образований, хотя обычно они склонны ассоциировать друг с другом.
