キネシン-1は、細胞骨格の一部を形成する微小管、長い円筒形タンパク質構造に沿って、オルガネラや小胞などのさまざまな貨物を輸送する責任があります。キネシン-1機能の欠陥は、ALSやアルツハイマー病を含むいくつかの神経変性疾患に関連しており、その正確なメカニズムを理解することの重要性を強調しています。
クライオエレクトロン顕微鏡、生化学アッセイ、および計算モデリングの組み合わせを使用して、オックスフォード大学のレベッカウェイド博士とマックスプランク研究所のマイケルシアンフロッコ博士が率いる研究者の国際チームである。
この研究では、キネシン-1は、それぞれが「頭」と「首」を含む2つの同一のモータードメインで構成されていることが明らかになりました。これらのモータードメインは、1つの頭が微小管に結合し、もう1つのヘッドが放出され、タンパク質が前進することを可能にします。
研究者は、分子スイッチとして機能する「ネックリンカー」と呼ばれる重要な構造要素を特定しました。細胞エネルギー通貨であるATPがモータードメインにバインドすると、ネックリンカーの立体構造の変化を引き起こし、頭が微小管から剥離します。これにより、他のヘッドがプロセスをバインドして繰り返すことができ、その結果、継続的な動きが生じます。
「キネシン-1ステッピングサイクル中に発生する正確な構造変化を捉え、この分子モーターが化学エネルギーを機械的作業に変換する方法を詳細に理解しています」とウェイド博士は説明します。 「この知識は、キネシン-1の調節と、その誤動作に関連する疾患におけるその潜在的な治療的影響を調査する将来の研究への道を開いています。」
この研究からの発見は、基本的な細胞プロセスの理解を深めるだけでなく、運動タンパク質の機能不全を標的とする治療を開発するための新しい手段を提供し、さまざまな神経変性障害の新しい治療戦略につながる可能性があります。
