Kinesin

Kinesin представляет собой комплекс определенных моторных белков в эукариотических клетках.Помимо других моторных белков, таких как динеин или миозин, а также других структурных белков, он участвует в построении цитоскелета. Он используется для транспортировки макромолекул, везикул и клеточных органелл из цитоплазмы или ядра к клеточной мембране.

Что такое кинезин?

Кинезины - это группа моторных белков со схожими свойствами и функциями. Они состоят из двух тяжелых и двух легких белковых цепей.Область головы, шеи и хвоста молекулы расположены на тяжелых белковых цепях.

Легкие белковые цепи прикрепляются к хвосту. Кинезин используется для транспортировки клеточных органелл, везикул и биомолекул по микротрубочкам. Микротрубочки представляют собой рельсовую систему, состоящую из белкового тубулина, который всегда растет от ядра клетки к клеточной мембране. Растущий конец микротрубочек называется так называемым плюсовым концом. Это означает, что кинезин транспортирует биологические вещества и органеллы клетки только в направлении положительного конца (антероградный транспорт).

Транспорт в направлении минус-конца (ретроградный транспорт) вызывается комплексом других моторных белков, динеином. Кинезин находится в форме димера. Как часть четвертичной структуры белка, две тяжелые и две легкие цепи образуют белковый комплекс, который не имеет ковалентных связей между отдельными белковыми цепями. Кинезин имеет два моторных домена (головных), которые отвечают за движение по микротрубочкам.

Функция, эффект и задачи

Основная задача кинезина - транспортировать компоненты и молекулы клетки изнутри клетки к клеточной мембране. Среди прочего, из клетки удаляются деградированные компоненты клетки, секретируются ферменты, высвобождаются гормоны, мембранные белки переносятся с места синтеза на мембрану и многое другое.

Сигнальные вещества для связи между клетками также транспортируются во внеклеточную область. В нейронах, например, нейротрансмиттеры транспортируются внутри пузырьков из ядра клетки в направлении аксонов и синапсов. Оттуда сигналы передаются другим нервным клеткам с помощью нейротрансмиттеров. Везикулы, клеточные органеллы или биомолекулы связываются с кинезинами через связывающие белки. С помощью двух моторных доменов (головок) кинезиновый комплекс проходит по микротрубочке. Связывание одной головки многократно нарушается с передачей энергии за счет расщепления АТФ на АДФ, в то время как связывание другой головки кинезина первоначально сохраняется.

Однако отделенная головная область немедленно снова связывается с другим участком связывания микротрубочек в направлении положительного конца, и в то же время другой головной домен растворяется при расщеплении АТФ. Расщепление АТФ до АДФ в сайте связывания кинезина на микротрубочках приводит к изменению конформации всего комплекса кинезина, что запускает его движение. Этот процесс повторяется до тех пор, пока кинезиновый комплекс не достигнет клеточной мембраны. В пункте назначения клеточные органеллы или молекулы, подлежащие транспортировке, отделяются от кинезинового комплекса.

Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения

Кинезин содержится во всех эукариотических клетках. Существует множество белков кинезина. Однако этот белковый комплекс практически не изменился в племенной истории эукариотических организмов в функционально важной области головы. Его функция у одноклеточных эукариот, таких как амеба, точно такая же, как у многоклеточных организмов животного и растительного мира. Кинезин транспортирует клеточные органеллы и молекулы к клеточной мембране. Взаимодействие кинезина и микротрубочек также является универсальным явлением.

Незначительные генетические изменения происходят в хвостовой части белкового комплекса. Эта область реагирует на изменения компонентов, которые должны быть транспортированы и естественным образом связаны с кинезином заранее. Кинезины не связаны с динеинами, которые организуют транспорт молекул и молекулярных комплексов от клеточной мембраны к ядру клетки. Однако есть родственные отношения с миозином, который с помощью актина отвечает за движение мышц и внутри клетки за небольшие транспортные пути клеточных органелл из-за сходных паттернов движения.

Заболевания и расстройства

Мутации в кинезиновом комплексе могут привести к нарушению внутриклеточного транспорта. В контексте этих нарушений известен комплекс неврологических заболеваний, которые называются наследственной спастической параплегией (HSP).

Существует более 50 различных типов этого состояния, все из которых являются генетическими. Более подробно рассмотрен спастический паралич позвоночника SPG 10. При этом заболевании мутация приводит к неправильному производству кинезинового комплекса под названием KIF5A. Некоторые активные ингредиенты и клеточные органеллы неправильно транспортируются и больше не достигают места действия. Это особо активные вещества, которые требуются в аксонах нейронов. Соответствующие нейроны дегенерируют и больше не могут должным образом передавать импульсы движения.

Это нарушение влияет на моторику ног. Это приводит к усилению спастического паралича ног. На поздних стадиях заболевания больной находится в инвалидной коляске. Однако спастическая параплегия - это группа из нескольких заболеваний со схожими симптомами. В их основе лежат разные мутации. Известно 48 различных местоположений генов HSP. Помимо ограничения моторики ног, в зависимости от заболевания также могут возникать другие неврологические симптомы.

Считается, что другие нейродегенеративные заболевания также вызваны транспортными нарушениями внутри клетки. Однако для выяснения точных соотношений требуются дальнейшие исследования. Пока растет понимание того, что нервные клетки, в частности, повреждаются при нарушении функции кинезина. В какой степени это влияет на другие клетки тела, все еще недостаточно знаний.