（封面图片：肌动蛋白纤维加帽蛋白通过改变肌动蛋白网络结构促进运动的发生。）
真核细胞需要肌动蛋白纤维网络来控制并维持其形态及内部构造，而形成这些网络的第一步是新肌动蛋白纤维的成核。多种细胞因子都具备形成新肌动蛋白纤维的能力，并且每种因子都能形成一种特定的网络。其中研究最多的是肌动蛋白相关蛋白2/3复合物（Arp2/3），Arp2/3通过在已经存在的纤维周围聚集新纤维来形成网络。为了产生运动力，并移动细胞膜，Arp2/3需要其它蛋白的协助，其中包括加帽蛋白（capping protein，CP）。
加帽蛋白是成核Arp2/3网络的重要组成成分，肌动蛋白网络能驱动运动发生。传统理论认为，快速的运动需要肌动蛋白纤维快速增长，因此，CP能通过在细胞中大部分的肌动蛋白纤维快速生长的钩端加帽，从而增加稳定状态肌动蛋白单体的浓度。而增加的单体浓度能导致剩余的少量未加帽肌动蛋白纤维更快速延长，从而形成更快速的运动。然而以上理论从未得到实验的验证。
为了验证以上假说，并更好了解Arp2/3复合体及CP之间的相互作用，来自美国的一组科学家进行了详细的研究，并在2008年5月30日出版的《细胞》（Cell）上发表了他们的实验结果。实验中，科学家利用纯化的组分再造了肌动蛋白运动。研究人员将外层镀有ActA（从单核细胞增多性李斯特氏菌 Listeria monocytogenes中得到的一种Arp2/3活化蛋白）的聚苯乙烯小球和五种纯化的因子混合，这五种因子包括：细胞质肌动蛋白、Arp2/3复合体、CP、丝切蛋白cofilin、以及单体结合蛋白profilin。Cofilin通过水解ATP分解肌动蛋白纤维，而profilin催化肌动蛋白单体间的核苷交换。
在实验中，科学家发现覆盖有ActA的小球首先球状聚集肌动蛋白外壳，2-5分钟后分解，研究小组通过变化浓度研究了Arp2/3与CP间的关系，并分析了它们对肌动蛋白网络的形态、运动以及生物化学组成的作用。最终，科学家得到两个重要结论：首先，CP作用是使肌动蛋白单体远离钩端，并趋向于Arp2/3复合体，因此，CP并非传统理论描述的那样，是通过增加纤维长度来促进运动。相反的，CP通过Arp2/3复合体使更多纤维成核来促进运动。其次，运动的速度与肌动蛋白网络的组装速度可能是无关的，运动速度很大程度上取决于CP和Arp2/3，但肌动蛋白组装速度却对这两者的变化不敏感。换言之，通过重构结构，枝状肌动蛋白网能在同样的组装动力学条件下支持不同的运动速度。（科学网 何宏辉/编译）
生物谷推荐原始出处：
Cell, Vol 133, 841-851, 30 May 2008
Article
Capping Protein Increases the Rate of Actin-Based Motility by Promoting Filament Nucleation by the Arp2/3 Complex
Orkun Akin1 and R. Dyche Mullins1,
1 Department of Cellular and Molecular Pharmacology, School of Medicine, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94143, USA
Corresponding author
R. Dyche Mullins
dyche@mullinslab.ucsf.edu
Capping protein (CP) is an integral component of Arp2/3-nucleated actin networks that drive amoeboid motility. Increasing the concentration of capping protein, which caps barbed ends of actin filaments and prevents elongation, increases the rate of actin-based motility in vivo and in vitro. We studied the synergy between CP and Arp2/3 using an in vitro actin-based motility system reconstituted from purified proteins. We find that capping protein increases the rate of motility by promoting more frequent filament nucleation by the Arp2/3 complex and not by increasing the rate of filament elongation as previously suggested. One consequence of this coupling between capping and nucleation is that, while the rate of motility depends strongly on the concentration of CP and Arp2/3, the net rate of actin assembly is insensitive to changes in either factor. By reorganizing their architecture, dendritic actin networks harness the same assembly kinetics to drive different rates of motility.
