Ко́мплекс Arp2/3 (англ. Arp2/3 complex) — семисубъединичный белковый комплекс, играющий ключевую роль в регуляции актинового цитоскелета. Этот комплекс является наиболее крупным компонентом актинового цитоскелета и имеется в большинстве клеток, обладающих актиновым цитоскелетом^[2]. Две его субъединицы ARP2 и ARP3 (англ. Actin-Related Proteins — родственные актину белки) по структуре очень близки к мономерному актину и служат сайтами нуклеации для новых актиновых филаментов. Комплекс Arp2/3 прикрепляется сбоку к исходному («материнскому») филаменту и инициирует рост нового («дочернего») филамента под характерным углом 70° к исходному филаменту. В результате нуклеации таких дочерних филаментов формируется разветвлённая актиновая сеть. Регуляция перестроек актинового цитоскелета важна для таких процессов, как передвижение клетки, фагоцитоз и внутриклеточные перемещения липидных везикул.

Комплекс Arp2/3 получил название после того, как в 1994 году был выделен из клеток простейшего Acanthamoeba castellanii^[англ.] путём аффинной хроматографии^[3], хотя он был изолирован ещё в 1989 году, во время исследований, посвящённых поиску белков, связывающихся с актиновыми филаментами у зародышей плодовой мушки Drosophila melanogaster^[4]. Этот комплекс имеется у большинства эукариот, однако отсутствует у некоторых хромальвеолят и некоторых растений^[2].

Многие родственные актину молекулы могут создавать свободные, доступные для полимеризации концы у существующих актиновых филаментов, декэпируя или разрезая их и используя в качестве коров для нуклеации актина. Однако комплекс Arp2/3 отличается от этих белков тем, что стимулирует полимеризацию актина, создавая новый кор нуклеации. В формировании актинового филамента самой первой стадией является нуклеация актина. Функционирование Arp2/3 в качестве кора для нуклеации активируется белками семейства синдрома Вискотта — Олдрича (WASP, N-WASP^[англ.], WAVE и WASH). V-домен белка WASP взаимодействует с мономерами актина, а его СА-участок связывается с комплексом Arp2/3 и создаёт кор нуклеации. Однако нуклеация de novo с последующей полимеризации недостаточна для формирования сложных актиновых сетей, поскольку новосинтезированные филаменты не связаны с уже имеющимися филаментами. Поэтому комплекс Arp2/3 связывается с предсуществующими филаментами, так что новые актиновые филаменты могут расти из старых, формируя, таким образом, функциональный актиновый цитоскелет^[5]. Благодаря кэпирующим белкам полимеризация актина ограничена только областью, активированной Arp2/3, и на удлинённые актиновые филаменты тоже насаживается кэп, чтобы предотвратить их деполимеризацию и таким образом сохранить их^[6].

Таким образом, комплекс Arp2/3 контролирует и нуклеацию полимеризации актина, и ветвление филаментов. Более того, в ходе Arp2/3-опосредованной полимеризации актина наблюдается явление автокатализа: новосинтезированные актиновые филаменты активируют другие комплексы Arp2/3, облегчая формирование разветвлённых актиновых сетей.

Механизм инициации синтеза актиновых филаментов посредством Arp2/3 является предметом споров. Непонятно, в каком месте этот комплекс связывается с актиновым филаментом и начинает нуклеацию дочернего филамента. Были предложены две модели этого процесса. Большинство учёных сходятся на модели бокового ветвления, согласно которой комплекс Arp2/3 связывается с одной из сторон предсуществующего актинового филамента в точке, отличной от сайта нуклеации; эта модель подтверждается и недавними исследованиями. Хотя получить представление о кристаллической структуре с высоким разрешением по этому вопросу не удалось, данные электронной микроскопии^[7][8][9] и биохимические данные о нуклеации филаментов и механизмах кэпирования посредством комплекса Arp2/3^[10] поддерживают гипотезу бокового ветвления. Альтернативная модель ветвления с освобожденного конца утверждает, что Arp2/3 связывается только с открытыми концами растущих филаментов, разрешая дальнейшее удлинение исходного филамента и его разветвление^[11]. Эта модель была получена на основе кинетического анализа и оптической микроскопии, однако в научном сообществе она имеет значительно меньше сторонников.

Комплекс Arp2/3 важен для различных специализированных клеточных процессов, в которых принимает участие актиновый цитоскелет. Он локализуется в тех местах клетки, где наблюдается динамическая активность актиновых филаментов: в макропиноцитозных углублениях, на ведущем конце движущейся клетки (ламеллоподия^[англ.]), а также в подвижных актиновых бляшках у дрожжей^[12]. У млекопитающих и социальной амёбы Dictyostelium discoideum^[13][14] актин необходим для фагоцитоза. Комплекс Arp2/3 также участвует в установлении полярности клетки, а также в миграции слоёв фибробластов в модели «повреждение-исцеление» (англ. wound-healing model). В ооцитах млекопитающих комплекс Arp2/3 участвует в асимметричном делении ооцитов и отделении полярного тельца, которое происходит из-за нарушения миграции веретена деления (уникальная особенность деления ооцитов), а также цитокинезе. Более того, эндопатогенные организмы, такие как Listeria monocytogenes^[англ.] и Shigella используют комплекс Arp2/3 для резких движений, зависимых от полимеризации актина. Комплекс Arp2/3 также регулирует внутриклеточные передвижения эндосом, лизосом, пиноцитозных везикул и митохондрий^[15]. Недавние исследования показали, что комплекс Arp2/3 необходим для полярного роста клеток у растений. Мутации Arp2/3 у Arabidopsis thaliana приводят к ненормальной организации актиновых филаментов, что, в свою очередь, сказывается на удлинении трихом, клеток гипокотиля и корневых волосков^[16][17].

• Hsiao J. Y., Goins L. M., Petek N. A., Mullins R. D. Arp2/3 Complex and Cofilin Modulate Binding of Tropomyosin to Branched Actin Networks. (англ.) // Current biology : CB. — 2015. — Vol. 25, no. 12. — P. 1573—1582. — doi:10.1016/j.cub.2015.04.038. — PMID 26028436. [исправить]
• Poulter N. S., Pollitt A. Y., Davies A., Malinova D., Nash G. B., Hannon M. J., Pikramenou Z., Rappoport J. Z., Hartwig J. H., Owen D. M., Thrasher A. J., Watson S. P., Thomas S. G. Platelet actin nodules are podosome-like structures dependent on Wiskott-Aldrich syndrome protein and ARP2/3 complex. (англ.) // Nature communications. — 2015. — Vol. 6. — P. 7254. — doi:10.1038/ncomms8254. — PMID 26028144. [исправить]

Эта статья входит в число добротных статей русскоязычного раздела Википедии.