中國科學(xué)院生物物理研究研究所馮巍研究組圍繞秀麗隱桿線蟲來源的kinesin-2異源三聚體，開展了一項(xiàng)涵蓋結(jié)構(gòu)解析與功能驗(yàn)證的系統(tǒng)性研究，重點(diǎn)揭示了其組裝過程中的相互共識(shí)別機(jī)制，并在體內(nèi)驗(yàn)證了該機(jī)制的生理學(xué)意義。相關(guān)論文7月24日發(fā)表于《自然-通訊》。
在細(xì)胞這個(gè)精密的“微型城市”中，驅(qū)動(dòng)蛋白kinesin如同快遞員，沿著微管運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)、囊泡等“包裹”。其中，kinesin-2是一類特殊的異源二聚體，由不同馬達(dá)亞基與非馬達(dá)亞基KAP3組裝成穩(wěn)定的異源三聚體，在纖毛內(nèi)順向運(yùn)輸中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
該研究在體外重組出kinesin-2復(fù)合體，并通過單顆粒冷凍電鏡和X-射線晶體學(xué)獲得其高分辨率結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)馬達(dá)尾部通過高度保守的異源配對(duì)觸發(fā)序列纏繞，并協(xié)同識(shí)別KAP3的中心凹槽和CTH-hook，形成特異性結(jié)合界面。功能驗(yàn)證表明，界面突變會(huì)破壞復(fù)合體組裝，影響KAP3進(jìn)入纖毛和物質(zhì)運(yùn)輸過程。此外，結(jié)構(gòu)中的多個(gè)潛在磷酸化位點(diǎn)提示其裝配狀態(tài)可能受磷酸化調(diào)控，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。這一成果揭示了kinesin-2異源三聚體的組裝機(jī)制及其在纖毛功能中的重要作用，為理解相關(guān)遺傳病和開發(fā)干預(yù)手段提供了關(guān)鍵線索。
中國科學(xué)院生物物理研究所馮巍研究員為該論文的通訊作者，馮巍課題組副研究員任錦啟博士，生物物理研究所與中科大聯(lián)培博士生趙玲艷以及清華大學(xué)博士生陳廣涵為論文的共同第一作者，清華大學(xué)歐光朔教授也為該研究貢獻(xiàn)了力量。該研究得到中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃、科技創(chuàng)新2030腦科學(xué)與類腦研究重大項(xiàng)目、北京市自然科學(xué)基金以及中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62152-8
本文鏈接：研究揭示驅(qū)動(dòng)蛋白kinesin-2的組裝機(jī)制http://m.sq15.cn/show-11-24238-0.html
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