细胞骨架调控新发现:细胞松弛素D(CytoD)对肌动蛋白丝动态的双重作用机制

【字体: 时间:2025年07月15日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4

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  来自国际团队的研究人员通过实时显微技术和X射线晶体学,揭示了细胞松弛素D(CytoD)调控肌动蛋白动态的分子机制。研究发现,纳摩尔级CytoD能稳定封端肌动蛋白丝(actin filament)的倒刺端(barbed end)长达2分钟(K1/2=4.1 nM),而亚纳摩尔浓度仅产生瞬时封端。微摩尔浓度下CytoD表现出切割活性,但ADP-Pi和cofilin结合的肌动蛋白丝抗性增强。晶体结构显示CytoD更易结合F-form肌动蛋白,这为细胞骨架研究提供了重要分子工具。

  

显微观察与结构解析揭示了细胞松弛素D(CytoD)调控肌动蛋白(actin)丝的神奇双重能力。这种常用的细胞骨架抑制剂在纳摩尔浓度下展现惊人稳定性,能将肌动蛋白丝倒刺端(barbed end)的聚合与解聚过程完全冻结长达2分钟,半抑制浓度(K1/2)仅4.1 nM。有趣的是,当浓度降至亚纳摩尔级时,CytoD就变成了"反复横跳"的临时工,仅能对倒刺端进行短暂封端。

秘密藏在结合模式里:同时抓住肌动蛋白丝两条链形成稳定封端,还是仅结合单链导致快速解离。更令人意外的是,细胞实验常用的微摩尔浓度下,CytoD竟化身"分子剪刀"切割肌动蛋白丝,不过ADP-Pi复合物和cofilin结合的肌动蛋白丝对此具有抗性。

X射线晶体学捕捉到了关键画面:CytoD完美嵌入丝状构象(F-form)肌动蛋白的疏水裂隙,这解释了其对倒刺端亚基的偏爱。分子动力学(MD)模拟显示,CytoD通过将末端亚基锁定在F-form来阻止解聚。这些发现不仅揭示了经典抑制剂的新作用模式,更为精确调控细胞骨架提供了分子尺子——毕竟,浓度差三个数量级,效果就从"封口胶"变成"剪刀手"了。

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