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Cell:聪明且团结协作的马达蛋白

来源:未知 编辑:admin 发布时间:2017-08-14

许多细胞过程需要大量的力量,这些力量是由多个细胞骨架马达蛋白集体产生的。因此,了解马达蛋白作为一个团队如何产生的力量是重要的,但科学家们对此知之甚少。现在,来自印度孟买塔塔基础研究所、德国BIOTEC和英国癌症研究中心的科研人员在新研究中揭示了其中的奥秘所在,相关论文发表在2013年1月17日的Cell杂志上。

在这项研究中,研究人员展示了单分子分辨率下细胞内马达蛋白小队驱动单个吞噬体时生成的力量。

马达蛋白是指利用ATP水解酶释放的能量驱动自身沿微管或微丝定向运动的蛋白,如驱动蛋白、动力蛋白和肌球蛋白。

有一个这样的现象,强大的驱动蛋白集体努力失败,而弱,容易脱离动力蛋白产生很大的力量,动力蛋白马达团队可以产生大量的持久力,但驱动蛋白不能。

基于实验证据,研究人员指出,领先的动力蛋白承载团队中的简单步骤,而尾部的动力蛋白采取更大的步骤。动力蛋白在这样一个团队中紧密联合,因此更好分担负载,克服低/中间负荷。

为对抗更高的负载,动力蛋白“追赶”顽强的微管,而驱动蛋白迅速分离。动力蛋白出现,仅适合于在大型团队的工作,这也许可以解释这种蛋白为何能够执行多种不同的细胞过程。

Cell:聪明且团结协作的马达蛋白

原文摘要:

molecular Adaptations Allow Dynein to Generate Large Collective Forces inside Cells

Many cellular processes require large forces that are generated collectively by multiple cytoskeletal motor proteins. Understanding how motors generate force as a team is therefore fundamentally important but is poorly understood. Here, we demonstrate optical trapping at single-molecule resolution inside cells to quantify force generation by motor teams driving single phagosomes. In remarkable paradox, strong kinesins fail to work collectively, whereas weak and detachment-prone dyneins team up to generate large forces that tune linearly in strength and persistence with dynein number. Based on experimental evidence, we propose that leading dyneins in a load-carrying team take short steps, whereas trailing dyneins take larger steps. Dyneins in such a team bunch close together and therefore share load better to overcome low/intermediate loads. Up against higher load, dyneins “catch bond” tenaciously to the microtubule, but kinesins detach rapidly. Dynein therefore appears uniquely adapted to work in large teams, which may explain how this motor executes bewilderingly diverse cellular processes.

作者:keeii 点击:

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