Cytoskeleton: Ausgewählte Aktin-Proteine und Kits
Cytoskeleton Inc. mit Sitz in Denver (Colorado, USA) wurde 1993 gegründet und hat sich auf Forschungsprodukte biologischer und biochemischer Anwendung spezialisiert. Ihre Arbeitsschwerpunkte liegen dabei auf Kits und Wirkstoffscreening, Signaltransduktion und der Zytoskelett-Forschung. Ihre Kits sind sowohl im kleinen Maßstab für die Grundlagenforschung als auch im Hochdurchsatzmaßstab verfügbar.
Aktin ist ein 43 kDa Strukturprotein, das in allen eukaryotischen Zellen vorkommt. Zwischen den Spezies ist es sehr hoch konserviert. Die drei bekannten Isotypen (α-Actin, β-Actin und γ-Actin) besitzen eine >90%ige Aminosäure-Homologie zwischen den Isotypen. Aktin ist Bestandteil des Zytoskeletts und stellt 10 % der Proteinmoleküle in Muskelzellen dar. In der Zelle sind die sogenannten Aktinfilamente vorzufinden. Sie dienen der Zellformstabilisierung, intrazellulären Transporten und sind an dem Kontraktionsapparat der Muskeln beteiligt.
Cytoskeleton liefert die hochwertigsten Aktin-Proteine, welche im Wesentlichen frei von Verunreinigungen und zu ca. 95 % aktiv sind. Hochreines-Aktin kann für bestimmte Forschungsfragen benötigt und entsprechend angefragt werden. Alle Aktin-Proteine werden gefriergetrocknet geliefert und sind so auch bei Raumtemperatur für die Lieferung stabil und leicht zu handhaben. Das monomere G-Aktin ist gegenüber Einfrieren und Lyophilisation stabil und wird daher bevorzugt. Auch nach Rekonstitution sind die Aktin-Produkte, gekühlt gelagert bei -70 °C, für mindestens 6 Monate stabil, bei 4° C für 2 Tage.
F-Aktin kann für einen Monat bei 4 °C stabil gelagert werden, jedoch nicht gefroren.
Für Aktine gibt es verschiedenste biologische, biochemische als auch medizinische Anwendungen welche von Interesse sind:
Modifizierte Aktine
Fluoreszierendes Aktin kann in-vivo und in-vitro zur Untersuchung der molekularen Dynamik eingesetzt werden. Wichtig ist hierbei die Wahl des geeigneten Aktins für die entsprechende Anwendung. So sind muskuläre und nicht-muskuläre Aktine verfügbar, letztere werden u. a. für Injektionen in Fibroblasten und neuronale Zelltypen verwendet.
Pyren-Aktin wird für die in-vitro Untersuchung der Aktin-Polymerisation verwendet und außerdem für die Untersuchung der Auswirkungen von Aktin-bindenden Proteinen und Medikamenten auf die in-vitro Aktin-Polymerisation.
Biotin-Aktin dient verschiedenen Anwendungen, z. B.: als Sonde für die Aktin-Dynamik in Zellen in Kombination mit Streptavidin- oder Avidin-beschichteten Goldpartikeln, oder in in-vitro Assays, um Aktin zu markieren oder es selektiv aus einem komplexen Gemisch mithilfe von Streptavidin-Beads zu reinigen.
Die Interaktion von Aktin mit Proteinen
F- und G-Aktin interagieren mit einer Vielzahl an Proteinen. Allein 150 verschiedene Aktin-bindende Proteine (ABPs) sind bekannt, was etwa 25 % der zellulären Proteine entspricht. Die Untersuchung von Prozessen wie Muskelkontraktion, Zellfortbewegung und Zytokinese, die Funktion und Dynamik des Aktinfilaments regulieren, ist ein wichtiges und ständig wachsendes Forschungsgebiet. Es gibt verschiedene Möglichkeiten ABPs zu isolieren und zu untersuchen.
Einfache Beispiele wären Aktin-Affinitätssäulen und -Assays welche Pyren-Aktin-Fluoreszenz nutzen.
Medizinische Bedeutung
Da Aktin in jeder eukaryotischer Zelle zu finden ist und Aufgaben von struktureller Stabilität bis hin zum intrazellulären Transport übernimmt, wird klar, warum Mutationen in den Genen eine sehr große Auswirkung auf die verschiedenen Aktin-Isotypen haben können. Mutationen an Genen für α‑Aktine können Muskelerkrankungen hervorrufen. Das gilt insbesondere für das α-1-Aktin. Bei einer Mutation des ACTA2-Gens (kodiert α-2-Aktin) kann eine pathogene Aussackung der Aorta im Brustraum (thorakales Aortenaneurysma) auftreten. Eine Mutation des Gens ACTC1 (α-Aktin des Herzmuskels) ruft eine krankhafte Herzerweiterung (dilatative Kardiomyopathie) hervor. Eine Mutation des ACTB‑Gens (zytoplasmatisches ß-Aktin) kann ein diffus großzelliges B-Zell-Lymphom verursachen.
Einige Autoimmunerkrankungen (z. B.: Autoimmunhepatitis) können zu erhöhte Konzentrationen von Aktin-Antikörpern führen.
Proteine an der Grenze zwischen dem Zytoskelett und der Plasmamembran kontrollieren die Zellform, definieren spezialisierte Membrandomänen und regulieren Zell-Zell-Interaktionen und fokale Adhäsionen. Mindestens 15 wichtige Proteinspezies sind am Membranskelett des menschlichen Erythrozyten beteiligt. Mutationen in vielen dieser Proteine
(z. B. Spectrin, Ankyrin, Band 3 und Protein 4.1) werden mit einer erhöhten Fragilität und Lyse von Erythrozyten assoziiert. Homologe der Erythrozyten-Membranskelettproteine sind in vielen anderen Zelltypen, einschließlich postsynaptischer Dichten im Gehirn und neuromuskulärer Verbindungen aufzufinden. Dies deutet stark darauf hin, dass diese Proteine von allgemeiner Bedeutung für die Zellform und Membranstabilität sind. Das Aktin‑assoziierte Protein Dystrophin ist ein wesentlicher Bestandteil der sarkolemmalen Membran, wo es die Membran mit den Seiten der Aktinfilamentbündel zu verbinden scheint. Die Bedeutung von Dystrophin wird auf tragische Weise bei Patienten deutlich, die von genetischen Mutationen, die zu den Leiden der Duchenne- und Becker-Muskeldystrophie führen, betroffen sind. Ein Homolog des Dystrophins, Utrophin genannt, spielt eine ähnliche Rolle in nicht‑Muskelzellen.
Ausgewählte Aktin-Proteine und Kits.
| Produkt | Beschreibung | Artikelnummer | Menge |
| Actin protein (rhodamine, rabbit skeletal muscle) | fluoreszierende Aktine | AR05-B AR05-C | 10 x 20 µg 20 x 20 µg |
| Actin protein (rhodamine, human platelet, non-muscle) | fluoreszierende Aktine | APHR-A APHR-C | 4 x 10 µg 20 x 10 µg |
| Actin protein (pyrene, rabbit skeletal muscle) | Pyren gelabeltes Aktin | AP05-A AP05-B | 1 x 1 mg 5 x 1 mg |
| Actin protein (biotin, rabbit skeletal muscle) | Biotin gelabeltes Aktin | AB07-A AB07-C | 5 x 20 µg 20 x 20 µg |
| Anti-Pan Actin Mouse Monoclonal Antibody (Clone 7A8.2.1) | Aktin bindendes Protein | AAN02 AAN02-S | 1 x 500 ul 1 x 125 ul |
| Actin Binding Protein Spin-Down Assay Kit | Aktin bindendes Protein Assay | BK001 | KIT 30-100 assays |
| Actin protein (bovine cardiac muscle, >99% pure) | Hochreines Aktin | AD99-A AD99-B | 1 x 1 mg 5 x 1 mg |
| Actin protein (rabbit skeletal muscle, >99% pure) | Hochreines Aktin | AKL99-A AKL99-B | 4 x 250 µg 2 x 1 mg |
| Actin protein (human platelet non-muscle, >99% pure) | Hochreines Aktin | APHL99-A APHL99-C APHL99-E | 2 x 250 µg 1 x 1 mg 5 x 1 mg |
| Actin protein (chicken gizzard muscle, >99% pure) | Hochreines Aktin | AS99-A AS99-B | 1 x 1 mg 5 x 1 mg |
