kinesin

kinesin แสดงถึงความซับซ้อนของโปรตีนยนต์บางชนิดในเซลล์ยูคาริโอตนอกจากโปรตีนจากมอเตอร์อื่น ๆ เช่นดีนีนหรือไมโอซินและโปรตีนโครงสร้างอื่น ๆ แล้วยังมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างโครงร่างเซลล์ ใช้ในการขนส่งโมเลกุลขนาดใหญ่ถุงและออร์แกเนลล์ของเซลล์จากไซโทพลาสซึมหรือนิวเคลียสไปยังเยื่อหุ้มเซลล์

kinesin คืออะไร?

Kinesins เป็นกลุ่มของโปรตีนยนต์ที่มีคุณสมบัติและหน้าที่คล้ายกัน ประกอบด้วยโซ่โปรตีนหนักสองเส้นและสองเส้นบริเวณส่วนหัวคอและส่วนหางของโมเลกุลตั้งอยู่บนโซ่โปรตีนหนัก

โซ่โปรตีนเบายึดติดกับหาง Kinesin ใช้ในการขนส่งออร์แกเนลล์ของเซลล์ถุงน้ำและสารชีวโมเลกุลไปตาม microtubules microtubules แสดงถึงระบบรางที่ประกอบด้วยโปรตีนทูบูลินซึ่งเติบโตจากนิวเคลียสของเซลล์ไปยังเยื่อหุ้มเซลล์เสมอ ปลายไมโครทูบูลที่กำลังเติบโตเรียกว่าปลายบวก ซึ่งหมายความว่าไคนีซินลำเลียงสารชีวภาพและออร์แกเนลล์ของเซลล์ไปในทิศทางของปลายบวกเท่านั้น (การขนส่งแอนเทอโรเกรด)

การขนส่งในทิศทางของปลายลบ (การขนส่งถอยหลังเข้าคลอง) เกิดจากโปรตีนที่เป็นมอเตอร์อื่น ๆ ที่ซับซ้อนคือ dynein Kinesin อยู่ในรูปของ Dimer ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างควอเทอร์นารีของโปรตีนทั้งสองสายโซ่หนักและเบาสองสายจะรวมตัวกันเป็นโปรตีนเชิงซ้อนซึ่งไม่มีพันธะโควาเลนต์ระหว่างโซ่โปรตีนแต่ละเส้น Kinesin มีโดเมนมอเตอร์สองโดเมน (โดเมนส่วนหัว) ที่รับผิดชอบการเคลื่อนที่ไปตาม microtubules

ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน

งานหลักของ kinesin คือการขนส่งส่วนประกอบของเซลล์และโมเลกุลจากภายในเซลล์ไปยังเยื่อหุ้มเซลล์ เหนือสิ่งอื่นใดส่วนประกอบของเซลล์ที่เสื่อมสภาพจะถูกกำจัดออกจากเซลล์เอนไซม์จะถูกหลั่งฮอร์โมนที่ปล่อยออกมาโปรตีนเมมเบรนจะถูกนำมาจากสถานที่สังเคราะห์ไปยังเมมเบรนและอื่น ๆ อีกมากมาย

สารสัญญาณสำหรับการสื่อสารระหว่างเซลล์จะถูกขนส่งไปยังพื้นที่นอกเซลล์ด้วย ตัวอย่างเช่นในเซลล์ประสาทสารสื่อประสาทจะถูกลำเลียงภายในถุงจากนิวเคลียสของเซลล์ไปตามทิศทางของแอกซอนและไซแนปส์ จากนั้นสัญญาณจะถูกส่งต่อไปยังเซลล์ประสาทอื่น ๆ ด้วยความช่วยเหลือของสารสื่อประสาท ถุงน้ำออร์แกเนลล์ของเซลล์หรือสารชีวโมเลกุลจับกับไคเนซินผ่านโปรตีนที่เชื่อมต่อกัน ด้วยความช่วยเหลือของโดเมนมอเตอร์ทั้งสอง (หัว) คอมเพล็กซ์ kinesin จะวิ่งไปตามไมโครทูบูล การผูกของหัวเดียวจะถูกทำลายซ้ำ ๆ ด้วยการถ่ายโอนพลังงานโดยการแยก ATP ไปยัง ADP ในขณะที่การผูกของหัว kinesin อื่น ๆ จะยังคงอยู่ในขั้นต้น

อย่างไรก็ตามพื้นที่ส่วนหัวที่แยกออกมาจะผูกอีกครั้งกับไซต์ที่มีผลผูกพันอื่นของ microtubules ในทิศทางของปลายบวกและในเวลาเดียวกันโดเมนส่วนหัวอื่นจะสลายไปในขณะที่แยก ATP ความแตกแยกของ ATP ถึง ADP ที่ไซต์ที่มีผลผูกพัน kinesin บน microtubules ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของ kinesin complex ทั้งหมดซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนไหว กระบวนการนี้จะทำซ้ำจนกว่า kinesin complex จะไปถึงเยื่อหุ้มเซลล์ ที่ปลายทางออร์แกเนลล์ของเซลล์หรือโมเลกุลที่จะขนส่งจะถูกแยกออกจากไคนีซินคอมเพล็กซ์

การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม

Kinesin พบได้ในเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด มีโปรตีนไคเนซินหลากหลายชนิด อย่างไรก็ตามโปรตีนเชิงซ้อนนี้แทบจะไม่เปลี่ยนแปลงในประวัติศาสตร์ชนเผ่าของสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตในบริเวณส่วนหัวที่มีความสำคัญต่อหน้าที่ หน้าที่ของมันในยูคาริโอตเซลล์เดียวเช่นอะมีบานั้นเหมือนกับในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ของอาณาจักรสัตว์และพืช Kinesin ลำเลียงออร์แกเนลล์ของเซลล์และโมเลกุลไปยังเยื่อหุ้มเซลล์ ปฏิกิริยาของ kinesin และ microtubules ก็เป็นปรากฏการณ์สากลเช่นกัน

การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเล็กน้อยเกิดขึ้นในส่วนหางของโปรตีนเชิงซ้อน บริเวณนี้ตอบสนองต่อส่วนประกอบที่เปลี่ยนแปลงซึ่งต้องขนส่งและผูกพันกับไคเนซินไว้ล่วงหน้าตามธรรมชาติ kinesins ไม่เกี่ยวข้องกับ dyneins ซึ่งจัดระเบียบการขนส่งโมเลกุลและโมเลกุลเชิงซ้อนจากเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังนิวเคลียสของเซลล์ อย่างไรก็ตามมีความสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับไมโอซินซึ่งด้วยความช่วยเหลือของแอกตินมีหน้าที่ในการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อและภายในเซลล์สำหรับเส้นทางการขนส่งขนาดเล็กของออร์แกเนลล์ของเซลล์เนื่องจากรูปแบบการเคลื่อนไหวที่คล้ายคลึงกัน

โรคและความผิดปกติ

การกลายพันธุ์ใน kinesin complex สามารถนำไปสู่การหยุดชะงักในการขนส่งภายในเซลล์ ในบริบทของความผิดปกติเหล่านี้เป็นที่ทราบกันดีว่าโรคทางระบบประสาทที่ซับซ้อนซึ่งเรียกว่าอัมพาตกระตุกที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม (HSP)

อาการนี้มีมากกว่า 50 ประเภทซึ่งทั้งหมดนี้เป็นผลทางพันธุกรรม อัมพาตกระดูกสันหลัง SPG 10 ได้รับการตรวจสอบโดยละเอียด ในโรคนี้การกลายพันธุ์นำไปสู่การผลิต kinesin complex ที่เรียกว่า KIF5A ไม่ถูกต้อง สารออกฤทธิ์และออร์แกเนลล์ของเซลล์บางชนิดได้รับการขนส่งอย่างไม่ถูกต้องและไม่สามารถเข้าถึงสถานที่ดำเนินการได้ สารเหล่านี้เป็นสารออกฤทธิ์โดยเฉพาะที่จำเป็นในแอกซอนของเซลล์ประสาท เซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องเสื่อมลงและไม่สามารถส่งแรงกระตุ้นการเคลื่อนไหวได้อย่างเหมาะสมอีกต่อไป

ความผิดปกตินี้ส่งผลต่อทักษะการเคลื่อนไหวของขา สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มอัมพาตของขากระตุก ในระยะลุกลามของโรคผู้ป่วยที่ได้รับผลกระทบต้องพึ่งพารถเข็น อย่างไรก็ตามอัมพาตกระตุกเป็นกลุ่มของโรคหลายชนิดที่มีอาการคล้ายกัน พวกมันขึ้นอยู่กับการกลายพันธุ์ที่แตกต่างกัน ทราบตำแหน่งของยีน HSP ที่แตกต่างกัน 48 แห่ง นอกเหนือจากข้อ จำกัด ของทักษะการเคลื่อนไหวของขาแล้วอาการทางระบบประสาทอื่น ๆ ยังสามารถเกิดขึ้นได้ขึ้นอยู่กับโรค

เชื่อกันว่าโรคเกี่ยวกับระบบประสาทอื่น ๆ เกิดจากความผิดปกติของการขนส่งภายในเซลล์ อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติมเพื่อศึกษาความสัมพันธ์ที่แน่นอน จนถึงขณะนี้มีการรับรู้มากขึ้นว่าเซลล์ประสาทโดยเฉพาะมีความบกพร่องเมื่อการทำงานของไคนิซินบกพร่อง เซลล์ร่างกายอื่น ๆ ได้รับอิทธิพลเพียงใดยังมีความรู้ไม่เพียงพอ