Motor proteini - Motor protein

Kinesin bir yürüyen mikrotübül kullanarak protein dinamikleri üzerinde nanoscales

Motor proteinleri , hayvan hücrelerinin sitoplazması boyunca hareket edebilen bir moleküler motor sınıfıdır . ATP'nin hidrolizi ile kimyasal enerjiyi mekanik işe dönüştürürler . Ancak flagellar rotasyon, bir proton pompası tarafından desteklenmektedir .

Hücresel fonksiyonlar

Bir motor proteinin en belirgin örneği, hayvanlarda kas liflerinin kasılmasını " motorlaştıran " kas proteini miyozinidir . Motorlu proteinleri en arkasındaki itici güçtür aktif taşıma ait protein ve veziküller içinde sitoplazma . Kinesinler ve sitoplazmik dineinler , aksonal taşıma gibi hücre içi taşımada ve iğ aparatının oluşumunda ve mitoz ve mayoz sırasında kromozomların ayrılmasında önemli roller oynarlar . Axonemal dinein bulunan, kirpikler ve flagella , çok önemli olan hücre hareketi , örneğin, sperm trakea, örneğin, ve sıvı taşıma.

Motor protein kusurları ile ilişkili hastalıklar

Motor proteinlerin hücrelerdeki önemi, işlevlerini yerine getiremedikleri zaman ortaya çıkar. Örneğin, kinesin eksiklikleri Charcot-Marie-Tooth hastalığının ve bazı böbrek hastalıklarının nedeni olarak tanımlanmıştır . Dinein eksiklikleri yol açabilir kronik enfeksiyonlar arasında solunum yolu olarak kirpikler dinein olmayan işleve başarısız olur. Çok sayıda miyozin eksikliği, hastalık durumları ve genetik sendromlarla ilişkilidir. Miyozin II kas kasılması için gerekli olduğundan , kas miyozinindeki kusurlar tahmin edilebileceği gibi miyopatilere neden olur. Miyosin, stereocilia'nın büyümesindeki rolü nedeniyle işitme sürecinde gereklidir, bu nedenle miyozin protein yapısındaki kusurlar Usher sendromuna ve sendromik olmayan sağırlığa yol açabilir .

Hücre iskeleti motor proteinleri

Hareket için hücre iskeletini kullanan motor proteinler , substratlarına göre iki kategoriye ayrılır : mikrofilamentler veya mikrotübüller . Aktin gibi motorlar miyosin boyunca hareket mikrofilamanlardan ile etkileşim yoluyla aktin ve mikrotübül gibi motorlar dinein ve kinesin hareket boyunca mikrotübüller ile etkileşim yoluyla tübülin .

İki temel mikrotübül motoru türü vardır : hücre içindeki mikrotübül kabloları boyunca "yürüdükleri" yöne bağlı olarak artı uçlu motorlar ve eksi uçlu motorlar .

Aktin motorları

miyozin

Miyosinler olan bir süper ailesinin bir aktin böylece kuvvet ve hareket üreten, mekanik enerjiye ATP formunda kimyasal enerjiyi dönüştürmek motor protein. İlk tanımlanan miyozin, miyosin II, kas kasılması oluşturmaktan sorumludur . Miyosin II, motor başlıklı iki ağır zincir ve iki hafif zincirden oluşan uzun bir proteindir. Her miyozin başı aktin ve ATP bağlama bölgesi içerir. Miyozin başları, bir aktin filamentinin artı ucuna doğru yürümek için enerji sağlayan ATP'yi bağlar ve hidrolize eder. Miyosin II, hücre bölünmesi sürecinde de hayati öneme sahiptir . Örneğin, kas dışı miyozin II bipolar kalın filamentler, sitokinez sırasında hücreyi iki yavru hücreye bölmek için gereken kasılma gücünü sağlar. Miyozin II'ye ek olarak, diğer birçok miyozin türü, kas dışı hücrelerin çeşitli hareketlerinden sorumludur. Örneğin, miyozin, hücre içi organizasyonda ve hücre yüzeyinde aktin açısından zengin yapıların çıkıntısında yer alır. Myosin V, vezikül ve organel taşınmasında rol oynar. Miyosin XI katılır sitoplazmik akışı boyunca hareket etmesine, mikrofilaman hücre ağları sağlar organeller ve sitoplazma belirli bir yönde akışa. On sekiz farklı miyozin sınıfı bilinmektedir.

Miyozin motorlarının genomik gösterimi:

Mikrotübül motorlar

Kinesin

Kinesinler , anterograd harekette bir mikrotübül izi kullanan bir grup ilgili motor proteindir . Hücre bölünmesi sırasında mitotik ve mayotik kromozom ayrımında iğ oluşumu için hayati önem taşırlar ve ökaryotik hücreler içindeki mitokondri , Golgi cisimleri ve veziküllerin taşınmasından da sorumludurlar . Kinesinler, aktif motor başına iki ağır zincire ve iki hafif zincire sahiptir. Ağır zincirlerdeki iki küresel kafa motor alanı, ATP hidrolizinin kimyasal enerjisini mikrotübüller boyunca hareket etmek için mekanik işe dönüştürebilir. Kargonun taşındığı yön, kinesinin tipine bağlı olarak artı ya da eksi yönde olabilir. Genel olarak, N-terminal motor alanlarına sahip kinesinler, kargolarını hücre çevresinde bulunan mikrotübüllerin artı uçlarına doğru hareket ettirirken, C-terminal motor alanlarına sahip kinesinler, yükü çekirdekte bulunan mikrotübüllerin eksi uçlarına doğru hareket ettirir. On dört farklı kinesin ailesi bilinmektedir ve bu ailelere sınıflandırılamayan bazı ek kinesin benzeri proteinler vardır.

Kinesin motorlarının genomik gösterimi:

dinein

Dyneinler , geriye doğru kayma hareketi yapabilen mikrotübül motorlardır . Dynein kompleksleri, kinesin ve miyozin motorlarından çok daha büyük ve daha karmaşıktır. Dyneinler, iki veya üç ağır zincirden ve çok sayıda ve değişken sayıda ilişkili hafif zincirden oluşur. Dyneinler, hücre içi taşımayı, çekirdeğin yakınındaki mikrotübül düzenleme merkezinde yer alan mikrotübüllerin eksi ucuna doğru yönlendirir. Dynein ailesinin iki ana dalı vardır. Aksonemal dyneinler , mikrotübüllerin hızlı ve verimli kayma hareketleri ile kirpiklerin ve flagellaların atılmasını kolaylaştırır . Diğer bir dal, hücre içi kargoların taşınmasını kolaylaştıran sitoplazmik dineinlerdir. 15 tip aksonemal dynein ile karşılaştırıldığında, sadece iki sitoplazmik form bilinmektedir.

Dynein motorların genomik gösterimi:

Tesise özel motorlar

Hayvanlar , mantarlar ve vasküler olmayan bitkilerin aksine , çiçekli bitkilerin hücreleri dynein motorlarından yoksundur. Bununla birlikte, daha fazla sayıda farklı kinesin içerirler. Bu bitkiye özgü kinesin gruplarının çoğu, bitki hücresi mitozu sırasındaki işlevler için uzmanlaşmıştır . Bitki hücreleri, hücre duvarına sahip olmaları bakımından hayvan hücrelerinden farklıdır . Mitoz sırasında, hücrenin merkezinden başlayan bir hücre plakasının oluşumu ile yeni hücre duvarı inşa edilir . Bu işlem, bitki hücresi mitozuna özgü bir mikrotübül dizisi olan bir phragmoplast tarafından kolaylaştırılır . Hücre plakasının ve nihayetinde yeni hücre duvarının inşası, kinesin benzeri motor proteinleri gerektirir.

Bitki hücre bölünmesi için gerekli olan diğer bir motor protein , bitkilere ve kısmen kinesin ve kısmen miyozine özgü olan kinesin benzeri kalmodulin bağlayıcı proteindir (KCBP).

Diğer moleküler motorlar

Yukarıdaki motor proteinlerin yanı sıra, hücrede kuvvet ve tork üretebilen daha birçok protein türü vardır . Bu moleküler motorların birçok hem de her yerde vardır , prokaryotik ve ökaryotik bu ile ilgili olanlar gibi bazı, her ne kadar, hücreler hücre iskeleti elemanları veya kromatin , ökaryotlar için benzersizdir. Memeli koklear dış tüy hücrelerinde eksprese edilen motor protein prestin , kokleada mekanik amplifikasyon üretir. Mikrosaniye hızında çalışan ve piezoelektrik özelliklere sahip doğrudan voltaj-kuvvet dönüştürücüdür.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar