Моторные белки осуществляют конверсию химической энергии в механическую работу за счет гидролиза АТФ, что позволяет им перемещаться в клетке по системе филаментов. Семейство моторных белков, к которому относится кинезин-5, играет важную роль в процессе митоза, так как необходимо для формирования и функционирования митотического веретена. Митотическое веретено обеспечивает распределение хромосом между дочерними клетками в результате согласованного движения сложного комплекса микротрубочек. Движение антипараллельных микротрубочек относительно друг друга в противоположных направлениях осуществляется функциональным комплексом кинезина-5, который представляет собой гомотетрамер, имеющий 2 моторных конца (по 2 моторных домена в каждом), связанных центральным стержнем.

Группа исследователей из Калифорнийского Университета в Дэвисе под руководством Jawdat Al-Bassam недавно представила новые данные о структуре центрального стержня кинезинового мотора, объясняющие механизм его функционирования.  С помощью электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа было показано, что основой центрального стержня является домен нового типа, названный авторами BASS (bipolar assembly) и состоящий из четырех биполярно ориентированных длинных спиралей, тесно переплетенных между собой на протяжении 26 нанометров. На сегодняшний день это длиннейшая экспериментально охарактеризованная спиральная белковая структура. Такое строение центрального стержня обеспечивает правильную пространственную ориентацию мономеров в комплексе, механическое сопряжение и распределение усилия между двумя противоположными моторными концами кинезина-5, а также сильное сопротивления комплекса растягивающей силе.  Еще одно интересная особенность структуры BASS заключается в переплетении 2-х димеров в комплексе таким образом, что моторные концы располагаются под углом в 90° друг к другу. Предполагается, что при приложении внешней силы этот угол может изменяться, что «запускает» мотор и заставляет его поворачивать связанные микротрубочки относительно друг друга вокруг продольной оси комплекса. В целом, уникальная структура домена BASS объясняет принцип работы кинезинового мотора и его участие в перемещении именно антипараллельных микротрубочек.

Авторы также обнаружили 2 «молекулярных кармана» на поверхности белка, которые можно использовать в качестве сайтов связывания для создания низкомолекулярных ингибиторов кинезина-5. Предполагается, что такие ингибиторы будут способны нарушать структуру домена BASS и предотвращать формирование функциональных тетрамеров кинезина. Это, в свою очередь, будет нарушать процесс клеточного деления. Учитывая роль неконтролируемого деления клеток в патогенезе многих видов рака, потенциальные ингибиторы кинезина-5 могут оказаться эффективными компонентами противораковой терапии.


Источник: Scholey JE, Nithianantham S, Scholey JM, Al-Bassam J. Structural basis for the assembly of the mitotic motor Kinesin-5 into bipolar tetramers. Elife. 2014. 3:e02217.
Комментарий: Fakhri N, Schmidt CF. A surprising twist. Elife. 2014. 3:e02715.

Статьи в свободном доступе.

Рисунок из обсуждаемой статьи: схематическая модель функционирования моторного комплекса кинезина-5, демонстрирующая роль домена BASS в распределении усилия между двумя моторными концами комплекса, осуществляющего движение микротрубочек.

  Эльдар, спасибо за комментарий. Отмечу, однако, что описываемая  в этой статье структура как раз и объясняет предполагаемый механизм работы кинезина применительно к перемещению микротрубочек.
Если вы полагаете, что ваша работа связана с обсуждаемой темой - приведите ссылку на свою публикацию, пожалуйста, для полноты картины.

  Прикрепляю материалы, опубликованные с большим трудом. В настоящее время большая подробная статья находится в редакции (мнения разделились). Жду решения гл. редактора.
В приведенной вами статье, как раз,  раскрыта структура и показано скручивание. Сам механизм описан нами и он универсален. Для работы такого механизма требуется потенциал, определенная структура димеров, парные ам. кис. остатки(положительные и отрицательные), поливалентные анионы и катионы. Эти данные доказали наш механизм, чему я очень рад.

  Прикрепляю материалы, опубликованные с большим трудом. В настоящее время большая подробная статья находится в редакции (мнения разделились). Жду решения гл. редактора.
В приведенной вами статье, как раз,  раскрыта структура и показано скручивание. Сам механизм описан нами и он универсален. Для работы такого механизма требуется потенциал, определенная структура димеров, парные ам. кис. остатки(положительные и отрицательные), поливалентные анионы и катионы. Эти данные доказали наш механизм, чему я очень рад.

  Уважаемый, а статьи в приличном peer-reviewed журнале имеются? Просто не хочется зазря время тратить, сами понимаете в каком мире мы живем..

  Не одной формулы и графика, где модель сравнивается с экспериментальными данными я не увидел. Лишь пространный "описательный" стиль, не научно это както