Kinesin แสดงถึงความซับซ้อนของมอเตอร์บางตัว โปรตีน ในเซลล์ยูคาริโอต พร้อมกับมอเตอร์อื่น ๆ โปรตีน เช่น dynein หรือ myosin และโปรตีนโครงสร้างอื่น ๆ มีส่วนเกี่ยวข้องในการประกอบโครงร่างเซลล์ ทำหน้าที่ขนส่งโมเลกุลขนาดใหญ่ถุงน้ำและออร์แกเนลล์ของเซลล์จากไซโทพลาสซึมหรือนิวเคลียสไปยังเยื่อหุ้มเซลล์
kinesin คืออะไร?
Kinesins เป็นกลุ่มของมอเตอร์ โปรตีน ที่มีคุณสมบัติและหน้าที่คล้ายกัน ประกอบด้วยโซ่โปรตีนหนักสองเส้นและสองเส้น ในกลุ่มโปรตีนหนักคือ หัว ภูมิภาค คอและส่วนหางของโมเลกุล โซ่โปรตีนเบายึดติดกับส่วนหาง Kinesin ทำหน้าที่ในการขนส่งออร์แกเนลล์ของเซลล์ถุงน้ำและสารชีวโมเลกุลไปตาม microtubules Microtubules แสดงถึงระบบรางที่ทำจากโปรตีนทูบูลินซึ่งเติบโตจากนิวเคลียสไปทาง เยื่อหุ้มเซลล์. ปลายไมโครทูบูลที่กำลังเติบโตเรียกว่าปลายบวก ดังนั้นไคนีซินจึงลำเลียงสารชีวเคมีและออร์แกเนลล์ของเซลล์ไปในทิศทางของปลายบวกเท่านั้น (การขนส่งแอนเทอโรเกรด) การขนส่งไปในทิศทางของปลายลบ (การขนส่งถอยหลังเข้าคลอง) ได้รับแจ้งจากโปรตีนมอเตอร์อื่น ๆ ที่ซับซ้อนคือ dynein Kinesin มีอยู่เป็นตัวหรี่ ภายในโครงสร้างควอเทอร์นารีของโปรตีนทั้งสองโซ่หนักและเบาสองสายจะรวมตัวกันเป็นโปรตีนเชิงซ้อนซึ่งไม่มีพันธะโควาเลนต์ระหว่างโซ่โปรตีนแต่ละเส้น ดังนั้น kinesin จึงมีโดเมนมอเตอร์สองโดเมน (หัว โดเมน) ที่รับผิดชอบในการเคลื่อนที่ไปตาม microtubules
ฟังก์ชั่นการกระทำและบทบาท
หน้าที่หลักของ kinesin คือการขนส่งส่วนประกอบของเซลล์และ โมเลกุล จากภายในเซลล์ไปยังเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งรวมถึงการนำส่วนประกอบของเซลล์ที่เสื่อมโทรมออกจากเซลล์ เอนไซม์ สำหรับการหลั่งการหลั่ง ฮอร์โมนการนำโปรตีนเมมเบรนจากสถานที่สังเคราะห์ไปยังเมมเบรนและอื่น ๆ สารส่งสัญญาณสำหรับการสื่อสารระหว่างเซลล์จะถูกขนส่งไปยังพื้นที่นอกเซลล์ด้วย ตัวอย่างเช่นในเซลล์ประสาทสารสื่อประสาทจะถูกขนส่งภายในถุงจากนิวเคลียสของเซลล์ไปยังแอกซอนและ ประสาท. จากนั้นสารสื่อประสาทจะถูกใช้เพื่อส่งสัญญาณไปยังเซลล์ประสาทอื่น ๆ ถุงน้ำออร์แกเนลล์ของเซลล์หรือสารชีวโมเลกุลจับกับไคเนซินผ่านโปรตีนที่เชื่อมต่อกัน ด้วยความช่วยเหลือของโดเมนมอเตอร์ทั้งสอง (หัว) คอมเพล็กซ์ kinesin จะวิ่งไปตามไมโครทูบูล ในขั้นตอนการผูกมัดของหนึ่ง หัว จะถูกปล่อยออกมาซ้ำ ๆ โดยการถ่ายโอนพลังงานผ่านความแตกแยกของ ATP ไปยัง ADP ในขณะที่การผูกของหัว kinesin อื่น ๆ จะยังคงอยู่ในขั้นต้น อย่างไรก็ตามพื้นที่ส่วนหัวที่แยกออกทันทีจะผูกอีกครั้งกับไซต์ที่มีผลผูกพันอื่นของไมโครทูบูลในทิศทางของปลายบวกในขณะเดียวกันโดเมนส่วนหัวอื่น ๆ จะแยกออกภายใต้ความแตกแยกของ ATP ความแตกแยกของ ATP ไปยัง ADP ที่บริเวณที่มีผลผูกพันของ kinesin บน microtubules ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของ kinesin complex ทั้งหมดซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนที่ กระบวนการนี้จะทำซ้ำจนกว่าคอมเพล็กซ์ kinesin จะถึง เยื่อหุ้มเซลล์. ที่ปลายทางออร์แกเนลล์ของเซลล์หรือ โมเลกุล ที่จะขนส่งจะถูกแยกออกจากคอมเพล็กซ์ kinesin
การก่อตัวการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม
Kinesin พบได้ในเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด ในหมู่พวกเขามีโปรตีนไคนินอยู่หลายชนิด อย่างไรก็ตามโปรตีนเชิงซ้อนนี้มีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในการเกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตที่บริเวณส่วนหัวที่มีความสำคัญต่อหน้าที่ หน้าที่ของมันเหมือนกันทุกประการในยูคาริโอตเซลล์เดียวเช่นอะมีบาเหมือนกับที่อยู่ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ของอาณาจักรสัตว์และพืช Kinesin ลำเลียงออร์แกเนลล์ของเซลล์และ โมเลกุล ไปยัง เยื่อหุ้มเซลล์. ปฏิสัมพันธ์ของ kinesin และ microtubules ยังแสดงถึงปรากฏการณ์สากล การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเล็กน้อยเกิดขึ้นในส่วนหางของโปรตีนเชิงซ้อน ภูมิภาคนี้ตอบสนองต่อส่วนประกอบที่เปลี่ยนแปลงซึ่งต้องขนส่งและก่อนหน้านี้ผูกพันกับไคเนซินตามธรรมชาติ Kinesins ไม่เกี่ยวข้องกับ dyneins ซึ่งจัดระเบียบการขนส่งโมเลกุลและโมเลกุลเชิงซ้อนจากเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังนิวเคลียส อย่างไรก็ตามพวกมันเกี่ยวข้องกับไมโอซินซึ่งด้วยความช่วยเหลือของแอกตินมีหน้าที่ในการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อและภายในเซลล์สำหรับเส้นทางการขนส่งขนาดเล็กของออร์แกเนลล์ของเซลล์เนื่องจากรูปแบบการเคลื่อนไหวที่คล้ายคลึงกัน
โรคและความผิดปกติ
ในความสัมพันธ์กับการกลายพันธุ์ที่ kinesin complex ความผิดปกติของการขนส่งภายในเซลล์อาจเกิดขึ้นได้ภายในความผิดปกติเหล่านี้มีความผิดปกติทางระบบประสาทที่ซับซ้อนซึ่งเรียกว่ากรรมพันธุ์ spastic paraplegias (HSP) ความผิดปกตินี้มีมากกว่า 50 ประเภทซึ่งทั้งหมดนี้เป็นผลทางพันธุกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีการศึกษาอัมพาตกระดูกสันหลัง spastic SPG 10 ในโรคนี้การกลายพันธุ์ส่งผลให้การผลิต kinesin complex ที่เรียกว่า KIF5A มีข้อบกพร่อง สารออกฤทธิ์และออร์แกเนลล์ของเซลล์บางชนิดได้รับการขนส่งอย่างไม่ถูกต้องและไม่สามารถเข้าถึงสถานที่ดำเนินการได้ สารเหล่านี้เป็นสารออกฤทธิ์โดยเฉพาะที่จำเป็นในแอกซอนของเซลล์ประสาท เซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องเสื่อมลงและไม่สามารถส่งแรงกระตุ้นการเคลื่อนไหวได้อย่างถูกต้องอีกต่อไป ความผิดปกตินี้มีผลกระทบต่อ ขา ฟังก์ชั่นมอเตอร์ ส่งผลให้ขากระตุกเป็นอัมพาตเพิ่มขึ้น ในระยะลุกลามของโรคผู้ป่วยที่ได้รับผลกระทบต้องพึ่งพารถเข็น อย่างไรก็ตามอาการกระตุกของอัมพาตเป็นกลุ่มของความผิดปกติหลายอย่างที่มีอาการคล้ายคลึงกัน พวกมันขึ้นอยู่กับการกลายพันธุ์ที่แตกต่างกัน ดังนั้น 48 ที่แตกต่างกัน ยีน loci ของ HSP เป็นที่รู้จัก นอกจากข้อ จำกัด ของ ขา การทำงานของมอเตอร์อาการทางระบบประสาทอื่น ๆ อาจเกิดขึ้นได้ขึ้นอยู่กับโรค สงสัยว่าโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทอื่น ๆ มีสาเหตุมาจากความผิดปกติของการขนส่งภายในเซลล์ อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบความสัมพันธ์ที่แน่นอน จนถึงขณะนี้มีหลักฐานเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ว่าเซลล์ประสาทโดยเฉพาะได้รับผลกระทบเมื่อการทำงานของ kinesin หยุดชะงัก ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าเซลล์ร่างกายอื่น ๆ ได้รับผลกระทบเพียงใด
