細胞骨架與運動
微管蛋白與肌動蛋白亞基(tubulin and actin subunits)
/ TOOB-yoo-lin and AK-tin SUB-yoo-nits /
想像一面磚牆。牆可以很高、很長或彎曲,但它始終是用相同的簡單磚塊砌成的。細胞用的正是這樣反覆使用的磚塊來搭建它最具活力的兩種纖維——微管和微絲。微管的磚塊是微管蛋白;微絲的磚塊是肌動蛋白。理解這些亞基,就能明白為什麼這些纖維能如此迅速地搭建和拆除。
肌動蛋白是單個的、大致呈球形的小蛋白質。數百個肌動蛋白首尾相連(兩條這樣的鏈再纏繞在一起)形成一根微絲。微管蛋白則以兩種密切相關蛋白質(α-微管蛋白和β-微管蛋白)的緊密配對形式出現;這些配對堆疊形成微管的管壁。關鍵在於,這兩類亞基都能攜帶一個小燃料分子(肌動蛋白攜帶ATP,微管蛋白攜帶GTP),燃料在亞基加入纖維後會被緩慢消耗。這消耗掉的燃料就像一個計時器,使纖維較舊的部分不穩定,從而驅動那種不斷搭建又不斷拆除、使細胞骨架充滿活力的過程。
由於細胞在細胞質中保留著大量游離的、尚未組裝的亞基,它可以隨時隨地透過讓亞基咬合到位來生長纖維,再透過讓纖維溶解來回收這些亞基。這種可重複使用的磚塊設計,正是使一個細胞能迅速從靜息形狀切換到爬行形狀、再到分裂形狀的原因,而它始終在反覆使用同樣的分子。
用於治療痛風的秋水仙鹼會結合游離的微管蛋白,阻止它加入微管——這恰好提醒我們,纖維只在其亞基不斷咬合時才存在。
封住磚塊,牆就立不起來。
這些燃料分子(微管蛋白用GTP,肌動蛋白用ATP)並不直接為運動提供動力;它們更像一個鐘表,標記亞基在纖維中停留了多久,從而控制它何時解體。
又稱
另見