18.4 Kinesins and dyneins: Microtubule-based motor proteins
미세소관 Polymerization& depolymerization → GTP 가수분해
운동 단백질이 움직이는 것(Motor protein) → ATP 가수분해
두 가지 경우에 사용하는 에너지원이 다르다!
*Axon에서..
물질은 axon의 (+)말단 쪽으로 이동한다. (axonal transport)
Anterograde transport (순방향 이동) : synaptic terimnal 쪽으로
Retrogradde transport (역방향 이동) : cell body 쪽으로 (리소좀으로 분해)
→ Transport가 양방향으로 진행됨을 알 수 있다.
*(+)말단으로 이동 → Kinesin I
키네신 종류에도 여러가지가 있다. 여기서 키네신 14는 혼자 -말단으로 움직이고, 키네신13은 motility를 가지지 않는다.
*어떤 매커니즘으로 걸을까?
i) Leading head가 ATP 에 붙으면 구조적 변화가 일어난다.
ii) Linker가 head 도메인에 도킹하고 그 전의 trailing head가 leading head가 된다.
iii) 새로운 leading head가 미세소관의 binding site(접합부)를 찾는다.
iv) 새로운 leading head가 ADP를 방출 → trailing head가 ATP를 ADP+Pi로 가수분해한다.
*(-)쪽으로 이동 → 디네인 motor
키네신1과 다르게 cytoplasmic 디네인은 혼자서 cargo(운반하고 싶은 물질)에 연결될 수 없다.
→그래서 dynactin이 필요함
Domain 하나는 cargo에, 하나는 미세소관에 결합한다.
<Regulation>
Dynactin p150 subunit은 +TIP EB1에 결합한다
→디네인이 자라나는 미세소관의 (+)말단에 결합할 수 있게 해준다.
(+)에 있을 때는 불활성상태이고, cell cortex에서 activator을 만나면 활성화 될 수 있다.
*p150 외에 디네인을 조절하는 기작
i) NudE
: 디네인의 intermediate, light chain을 LIS1에 연결.
ii) LIS1
: ATPase domain과 상호작용 (ATPase 활성 조절) → power stroke 연장
*Miller - Dicker lissencephaly (질병)
: LIS1의 결함, 뇌에 주름 없음. Smooth-brain, 세포분열 결함
*디네인과 키네신은 협력한다.
Ex) Melanosome
퍼져있는 melanosome → Low cAMP → Aggreated melanosome
← High cAMP ←
그래서 cAMP의 농도가 높을 때 색이 검어진다.
*Tublin의 post-translational modification (번역후 변형)
i) Lysine acetylation
: 알파 튜블린의 리신 잔기에 아세틸화
centriole, basal body, primary cilia에서 일어난다. (안정화 됨)
ii) Detyrosylation
: 알파 튜블린 변형. carboxypeptidase가 티로신을 제거한다.
→ 더 안정해진다. (미세소관이 depolymerize할 때 알파 튜블린의 C-말단에 티로신 첨가)
리신 아세틸화와 detyrosylation은 키네신-1이 선호한다.
iii) Polyglutamination
: tail 부분 변형. 미세소관이 더 안정해진다.
섬모, 편모에서 일어남.
iv) Polyglycylation
iii)과 iv)은 서로 배타적으로 일어난다.
18.5 Cilia and flagella: Microtubule-based surface structures. (섬모, 편모)
*Axoneme: 가운데 microtubule bundle
이건 고등학교와 일반생물학에서도 나오는 9+0구조와 9+2 구조가 다르다.
*Intraflagellar transport (IFT, 편모 내부의 수송)
순방향 수송: 키네신-2, 역방향 수송: cytoplasmic 디네인
IFT complex A → 역방향
IFT complex B → 순방향
디네인은 키네신-2에 의해, 키네신-2는 디네인에 의해 수송된다. (반응이 이런식으로 계속됨)
*Primary cilia: 간기 세포의 sensory organelle.
→안정된 구조, 이동성이 없다. ( pair of microtubule과 디네인 arms 를 가지고 있지 않다.)
→primary cilia의 튜블린은 아세틸화가 많이 되어있다.
→외부의 신호가 인식하는 sensory 기능.
*Primary cilia의 결함 → IFT defect
-Autosomal recessive polycystic kidney disease (ARPKD)
-Bardet-Biedl syndrome: retinal degeneration, 다지증, 비만.
→하나의 유전자만 변이되어도 일어난다. (BBsome 암호화)
