中文摘要
驱动蛋白是真核细胞内一类以微管为轨道,用水解ATP产生的能量来运输各种蛋白、囊泡及细胞器等"货物"的动力蛋白。中间型驱动蛋白是近来发现的能解聚微管的一类驱动蛋白,虽然有着与常规的驱动蛋白很同源的马达结构域,但生物功能却相去甚远。因为在细胞分裂过程中不可或缺的作用,中间型驱动蛋白也是一个新的肿瘤药物的潜在靶点。目前,这类驱动蛋白的工作机理还很不清楚。本项目拟对两个人源中间型驱动蛋白HsKif2A和HsKif2C进行研究,分别构建表达它们的单体和二聚体的功能结构域,测定它们的微管解聚活性和ATPase活性,并研究它们在不同的核苷酸状态下与微管和微管蛋白的相互作用,推测中间型驱动蛋白在水解ATP和微管解聚过程之间对应关系,初步阐明这类蛋白的工作机理和二聚体中两个亚基之间的协调作用,为更深入的研究和药物开发奠定基础。
结题摘要
中间型驱动蛋白是解聚微管的一类驱动蛋白,虽然有着与常规的运输型驱动蛋白很同源的马达结构域,但生物学功能却相去甚远。这类驱动蛋白的微管解聚工作机理还很不清楚。本项目以人源中间型驱动蛋白HsKif2C为研究对象,分别构建表达了它的几个单体功能结构域,测定了它们的微管解聚活性和ATPase活性,发现马达结构域N端的部分Neck区域是Kif2C发挥正常的微管解聚活性所必需的;随后,还以有完整微管解聚活性的Kif2C-(sN+M)为对象,详细测定了它与ADP和ATP的亲和力,以及在不同条件下ADP释放的速度常数。亲和力测定结果表明Kif2C在ATP状态下与微管蛋白有着很强的结合(Kd为11 nM),而在不结合核苷酸时与微管的亲和力最强(Kd为50 nM)。综合这些结果并比较与常规驱动蛋白的性质可以发现,中间型驱动蛋白有着与常规的驱动蛋白不同的ATP水解通路,可能是以ATP结合状态直接结合到微管末端来发挥微管解聚活性的,Kif2C对ATP的水解跟与微管的结合紧密偶联,而ATP的水解直接提供了Kif2C解聚微管所需的能量。这些结果初步阐明了这类蛋白的微管解聚工作机理,为更深入的研究奠定了基础。
