Семейство кинезинов-13 — это подсемейство моторных белков, известных как кинезины . Большинство кинезинов транспортируют материалы или грузы по клетке, перемещаясь по полимерным дорожкам микротрубочек с помощью энергии, создаваемой гидролизом АТФ .
Их легко идентифицировать по трем типичным структурным компонентам, включая высококонсервативный структурный домен, каталитическое ядро и сайты связывания микротрубочек. Семейство кинезинов-13, в отличие от других кинезинов, имеет внутренне расположенный моторный домен. Первоначально они были названы KIF-M из-за уникального расположения их каталитического ядра в середине полипептида между N -концевым глобулярным доменом и C-концевым стеблем, но они действительно особенные из-за своей универсальной природы. Молекулярный механизм семейства кинезинов-13 менее изучен, чем у других классов кинезинов, у которых моторные домены находятся на одном или другом конце молекулы. Они способны перемещаться как к минус-, так и к плюс-концам микротрубочек, тогда как большинство двигателей являются однонаправленными. Таким образом, они могут каталитически деполимеризовать микротрубочку с обоих концов, что делает этот процесс очень эффективным.
Точный механизм деполимеризации микротрубочек, активированной кинезином-13, остается неясным, однако недавние биохимические и структурные исследования выявили некоторые более подробные класс-специфические особенности, позволяющие исследователям сформулировать модель. [1] ) Сначала белок контактирует с боковой стенкой микротрубочки. Это не стабильное взаимодействие, поскольку выпуклая поверхность каталитического ядра не соответствует плоской поверхности прямого протофиламента микротрубочки . Стерические препятствия между шейкой молекулы и соседним протофиламента дополнительно препятствуют полному контакту между белком и микротрубочкой и способствуют только одномерной диффузии вдоль микротрубочки. В это время нуклеотидный связывающий карман белка оказывается в ловушке в открытом состоянии, так что структура не гидролизует АТФ. Как только двигатель достигает конца микротрубочки, протофиламент спонтанно изгибается, позволяя двигателю полностью контактировать с субъединицей тубулина . Больше молекул MCAK коллективно связываются с изогнутой областью, поддерживая теорию о том, что они не отслаивают активно микротрубочку, а терпеливо ждут, пока она примет эту изогнутую конформацию. Они стабилизируют изогнутую конформацию, связываясь с концом микротрубочки, а затем катализируют деполимеризацию.
Основная функция митоза заключается в разделении реплицированных сестринских хроматид , и это частично достигается во время анафазы A, когда «кинетохорные микротрубочки (или kMTs)», которые связывают сестринские хроматиды с противоположными полюсами веретена, укорачиваются за счет деполимеризации, оказывая на хроматиды силы, которые тянут их к полюсам. У Drosophila есть доказательства того, что сестринские хроматиды перемещаются к противоположным полюсам веретена с помощью «механизма pacman-flux, зависящего от кинезина-13», в котором одна изоформа кинезина-13, KLP59c, локализованная на кинетохорах, облегчает деполимеризацию конца kMTs, обращенного к хроматиде (pacman), тогда как вторая изоформа кинезина-13, KLP10A, локализованная на полюсах веретена, облегчает деполимеризацию противоположного конца kMTs, обращенного к полюсам (flux) [2]