Dans une étude récente, des scientifiques ont découvert le mécanisme par lequel le phosphate s'échappe des filaments d'actine, un processus clé dans la dynamique cellulaire et la contraction musculaire. Les filaments d'actine sont des composants essentiels du cytosquelette, chargés de fournir un soutien structurel et de faciliter divers processus cellulaires. Comprendre le mécanisme de libération du phosphate par les filaments d'actine est essentiel pour déchiffrer les événements moléculaires complexes qui déterminent les fonctions cellulaires.

L'étude, dirigée par des chercheurs de l'Université de Californie à San Francisco, a utilisé une combinaison de techniques expérimentales et informatiques pour étudier la dynamique de la libération du phosphate. L'équipe s'est concentrée sur une région spécifique du filament d'actine connue sous le nom de « poche de liaison aux nucléotides », où se produit l'hydrolyse du phosphate, c'est-à-dire la rupture des liaisons phosphate.

Grâce à la microscopie à force atomique à grande vitesse, les chercheurs ont pu visualiser directement l’événement de libération de phosphate en temps réel. Ils ont observé que la fuite du phosphate se produit par une ouverture transitoire de la poche de liaison aux nucléotides, permettant au groupe phosphate de se détacher du filament d'actine. Ce mouvement d’ouverture et de fermeture s’est avéré facilité par le mouvement d’une structure en boucle proche au sein de la molécule d’actine.

Pour élucider davantage les détails moléculaires de ce processus, les chercheurs ont mené des simulations informatiques. Ces simulations ont révélé que la libération de phosphate est influencée par plusieurs facteurs, notamment l'environnement électrostatique local et la flexibilité de la poche de liaison aux nucléotides. Les simulations ont également fourni des informations sur les barrières énergétiques impliquées dans le processus d'échappement du phosphate et sur le rôle des sous-unités d'actine voisines dans la stabilisation des états de transition.

Les résultats de cette étude permettent de mieux comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents à la libération de phosphate par les filaments d'actine. Ces connaissances sont cruciales pour comprendre le comportement dynamique des filaments d'actine et leur implication dans les processus cellulaires tels que la contraction musculaire, la division cellulaire et la motilité cellulaire. De plus, l’étude ouvre de nouvelles voies pour explorer des interventions thérapeutiques ciblant les processus basés sur l’actine dans diverses maladies, notamment les troubles musculaires et le cancer.