驱动蛋白

驱动蛋白是属于一个类的蛋白动力蛋白中发现的真核细胞。

驱动蛋白沿微管（MT）细丝移动，并由三磷酸腺苷（ATP）水解提供动力（因此，驱动蛋白为ATPase）。驱动蛋白的主动运动支持多种细胞功能，包括有丝分裂、减数分裂和细胞货物的运输，例如在轴突运输中。大多数驱动蛋白趋向于微管的正端，在大多数细胞中，这要求将货物（例如蛋白质和膜成分）从细胞中心向xxx运输。这种运输方式称为顺行运输。相比之下，动力蛋白是在逆行转运中向微管负端移动的运动蛋白。

驱动蛋白被发现为基于MT的顺行细胞内转运马达。这个超家族的创始成员kinesin-1是通过从神经元细胞提取物中进行微管亲和纯化而分离的，由异源四聚体快速轴突细胞器运输马达组成，该马达由2个相同的马达亚基（KHC）和2个“轻链”（KLC）组成。接着，一个不同的，异源三聚正端定向基于MT-马达命名驱动蛋白2，由2个不同的KHC-相关马达亚基和一个附件“KAP”亚单位，由棘皮动物卵/胚提取物中纯化，并且以其在纤毛 发生过程中沿轴突转运蛋白复合物（IFT颗粒）的作用而闻名。分子遗传学和基因组学方法已导致人们认识到，驱动蛋白形成了不同的电机超家族，这些超家族负责真核细胞中的多个细胞内动力事件。例如，哺乳动物的基因组编码40多种驱动蛋白， 至少组织了14个家族，称为驱动蛋白14至驱动蛋白14。

驱动蛋白超家族成员的形状各不相同，但典型的驱动蛋白1是异源四聚体，其运动亚基（重链或KHC）形成结合了两条轻链（KLC）的蛋白质二聚体（分子对）。

驱动蛋白1的重链在氨基末端包含一个球状头（运动域），该头部通过一个短的，灵活的颈部接头连接到该茎上（一个长而中心的α螺旋形卷曲螺旋域），该末端在羧基末端与轻链相关的尾域。两个KHC的茎缠绕在一起以形成盘绕的线圈，该线圈引导两个KHC的二聚化。在大多数情况下，运输的货物在KLC的TPR基序序列上结合到驱动蛋白轻链上，但在某些情况下，货物在重链的C末端结构域上结合。

驱动蛋白倾向于具有低的基础酶活性，当微管活化时，其变得显着。此外，驱动蛋白超家族的许多成员可以通过尾部结构域与运动结构域的结合而自我抑制。然后，可以通过其他法规（例如，绑定到货物或货物适配器）来减轻这种自我约束。

驱动蛋白通过沿着微管“行走”来完成运输。已经提出了两种机制来解释这种运动。

• 在“移交”机制中，驱动素头彼此越过，交替引导位置。
• 在“蠕虫”机制中，一个驱动素头始终xxx，在尾端追赶之前向前迈进了一步。

尽管仍有一些争议，但越来越多的实验证据表明，移交机制更可能发生。

ATP结合和水解导致驱动蛋白通过“跷跷板机制”绕枢轴点移动。这种跷跷板机制解释了以下现象：ATP与无核苷酸，微管结合状态的结合导致驱动蛋白运动域相对于微管的倾斜。至关重要的是，在倾斜之前，颈部连接器无法采用其电机头对接的，朝前的构造。ATP诱导的倾斜为颈部连接器提供了以这种向前构象停靠的机会。该模型基于微管结合的驱动蛋白结构的CRYO-EM模型，该模型代表过程的开始和结束状态，但无法解析结构之间过渡的精确细节。