生物通报道：来自中科院生物物理研究所，香港科技大学等处的研究人员发表了题为“The CC1-FHA Tandem as a Central Hub for Controlling the Dimerization and Activation of Kinesin-3 KIF1A”的文章，指出一种CC1-FHA串联结构能促进关键驱动蛋白-3 KIF1A的二聚化和活性，提出了此类蛋白驱动调控的一种新规律。相关成果公布在Cell出版社旗下的Structure杂志上。

文章的通讯作者分别是来自生物物理所的特聘教授徐涛研究员，香港科技大学的张明杰教授，以及生物物理所的冯巍研究员，第一作者是同属生物物理所，香港科技大学以及华中科技大学的霍林（Lin Huo，音译），以及岳洋（Yang Yue，音译）。

驱动蛋白（Kinesin）是一类蛋白质超级家族，属于分子马达的一种，这种蛋白是由单体组成的多聚体，其“头部”具有ATP酶活性，能通过水解ATP获得能量，改变构型，进行运动。不过这种蛋白与可以朝微管两极运动的动力蛋白有些不一样，一种驱动蛋白只能朝一个方向运动，如驱动蛋白-1可以沿着微管运动。蛋白功能主要是在细胞内起运输作用，比如牵拉染色体，参与有丝分裂、减数分裂和细胞迁移过程。

驱动蛋白-3 KIF1A也是这一家族的成员，在轴突运输和突触形成过程中扮演了重要角色。研究显示KIF1A在体外呈现的是单体形式，但在体内，却能作为一种连续性二聚体。科学家们对这其中的动力学二聚体机制知之甚少。

为了解答这个问题，在这篇文章中，研究人员发现，与KIF1A连接的CC1-FHA是一个稳定的二聚体。分析CC1-FHA的结构，表明CC1和FHA之间的连接出乎意料的是是一种β指状发夹结构，这个结构能整合CC1与FHA，组装成一个CC1-FHA同型二聚体。

更重要的是，如果解离CC1-FHA这个二聚体，就会释放出CC1和β指状结构，而这两者都是动力抑制剂必不可少的组成成分。因此，研究人员认为，CC1-FHA串联的二聚体不仅能促进KIF1A二聚体的形成，而且也会通过螯合CC1/β-finger区域，启动动力学活性。

这些研究数据指出，这种CC1-FHA串联结构的功能可能是调控KIF1A二聚化，以及活性的一个枢纽，而这也可能可以延伸到其它驱动蛋白-3的作用机制上，代表着此类蛋白驱动调控的一种新规律。

关于驱动蛋白，此前曾有研究人员发现驱动蛋白Kinesin携带小泡、细胞器和其它成分沿微管网架（microtubule lattices）运动，但这种运动似乎并不需要网架本身，这颠覆了之前的Kinesin运动模型，是这一研究领域的一项重要进展。

（生物通：万纹）

原文摘要：

The CC1-FHA Tandem as a Central Hub for Controlling the Dimerization and Activation of Kinesin-3 KIF1A

Kinesin-3 KIF1A plays prominent roles in axonal transport and synaptogenesis. KIF1A adopts a monomeric form in vitro but acts as a processive dimer in vivo. The mechanism underlying the motor dimerization is poorly understood. Here, we find that the CC1-FHA tandem of KIF1A exists as a stable dimer. The structure of CC1-FHA reveals that the linker between CC1 and FHA unexpectedly forms a β-finger hairpin, which integrates CC1 with FHA assembling a CC1-FHA homodimer. More importantly, dissociation of the CC1-FHA dimer unleashes CC1 and the β-finger, which are both essential for the motor inhibition. Thus, dimerization of the CC1-FHA tandem not only promotes the KIF1A dimer formation but also may trigger the motor activity via sequestering the CC1/β-finger region. The CC1-FHA tandem likely functions as a hub for controlling the dimerization and activation of KIF1A, which may represent a new paradigm for the kinesin regulation shared by other kinesin-3 motors.
 

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