研究者は生命の最小モーターの高解像度のスナップショットを作成

Published on February 17, 2010 at 6:25 PM

生命の最小のモーター、タンパク質の細胞内シャトルバスは、貨物それと細胞が分裂するのに役立ちます、科学者によって行われた調査によると、シーソーのように上下に揺動することによって行わエネルギー省のローレンスバークレー国立研究所米国エネルギー省とブランダイス大学。

分子モーターは、その秘密をあきらめる。キネシンの電子顕微鏡像、生命の最小の分子モーターの一つは、アクション中に凍結したモーターの新しい、非常に詳細な3次元地図を(透明な表面)を導出するために使用されている。 3次元マップへのフィッティングの原子モデル(色のリボン)で、詳細なメカニズムはどのように生物燃料の単一分子、ATPと呼ばれる、開始するモータの動きのためにもたらされています。 (チャールズSindelar、ブランダイス大学のイメージ)

それは、セルの形成チューブ状の構造である微小管に沿って歩いている研究者は、キネシンと呼ばれるタンパク質モータの高解像度のスナップショットを、作成した"スケルトンを。"結果は、キネシンのタンパク質が細胞内ではフェリーの分子として受ける構造的な変化ではまだ近い外観です。

"我々は、キネシンの原子スケールの可動部分は、それが微小管に沿って自分自身とその貨物を引っ張ることができる方法を初めて見、"ケンダウニング、バークレー研究所のライフサイエンス課と生物物理学者は述べています。彼は今、ブランダイス大学で、博士研究員チャールズSindelarと研究を行った。

"我々は、キネシンモーターの支点のように機能し、それが微小管に沿って移動するようにキネシンはシーソーのように上下に揺動する原因となる微小管、に接続するピボットポイントが、あることを発見、"ダウニングが追加されます。

彼らの研究は全米科学アカデミー紀要のオン​​ライン初期版で今週報告されている。

キネシンのシーソー運動の初めて垣間見ることは、人生の最も基本的なプロセスの一つに重要な洞察を提供しています。 ATPと呼ばれるエネルギーを与える化合物、鉄道の軌道上の列車のような微小管に沿ってキネシンタンパク質モーター、様々な場所に曳航貨物細胞内および細胞分裂に支援することにより、燃料を供給。微小管は細胞の足場として細胞全体に見られるタンパク質の円筒状の織りです。

今まで、科学者たちはこのプロセスが微小管に沿って蛋白質を推進するキネシンの構造変化をトリガーする、特にどのようにATPはキネシンと結合すると何が起こるかを明確に持っている、としていない。

キネシンモーターの非常に高解像度の結晶の画像は、タンパク質の立体構造情報をかき集めるために研究者を有効にしている。しかし、これらのイメージは、それがどのように動作するか明らかにはしない。

"問題は、タンパク質モータは、構造再配列は、ATPからキネシンにエネルギーを転送するプロセスをATPの加水分解を有効にして発生する微小管に結合するまで、選択されていないことである、"ダウニングは言う。

この重要な段階での画像のキネシンに、ダウニングとSindelarは、試料が非常に低い温度で検討されている電子顕微鏡の一種である低温電子顕微鏡観察、になった。彼らは現実世界の条件に表示される技術は、微小管に接続されたキネシンタンパク質は、このケースでは、画像の蛋白質と他の分子の構造生物学者によって使用されます。

それは微小管に沿って移動する技術は、モーターのサイクルの4つの段階で、キネシンモーター8〜9オングストローム解像度のスナップショットが得られた。一オングストロームは、メーターの一から十億です。ガイドとしてこれらの画像を使用して、研究者は、キネシンのコンポーネントのさらなる高解像度の結晶の画像"にドロップされた"。このステップでは、それらが行動にキネシンの原子レベルの構造モデルを導出することができました。

"まとめると、この作品はキネシンの微小管に接続されたパワーストロークの詳細な分子的解釈を提供する、"ダウニングは言う。 "それは実際の生活の中でどのように動作するか言い換えれば、我々はそれを見ることができます。私たちはさまざまなフェーズにキネシンを見て、そしてそれが微小管に沿って貨物を引き出す方法である、それはある構造から別のに移動する原因は何かを学んだ。"

さらに重要な生物学的プロセスを解明することに加えて、ダウニングとSindelarの研究は、疾病と戦う新薬の開発を通知することができる。キネシンの主な仕事の1つは、細胞分裂時に染色体を離れて動いている。このプロセスをブロックするものは、タキソールなどのいくつかの癌治療の基礎となる細胞死につながる。

"キネシンの作品は、科学者がターゲットとブロック特定のキネシンの動きその薬を開発する可能性がどのように新たな洞察、"ダウニングは言う。

Last Update: 3. October 2011 11:13

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