Неожиданная структура моторного белка может указать на новые стратегии борьбы с болезнями

Автор: Structure (2025). DOI: 10.1016/j.str.2025.08.011

Моторные белки — это крошечные «машины» внутри клеток, которые используют химическую энергию для перемещения по молекулярным «рельсам» и выполнения важнейших процессов, таких как разделение хромосом во время деления клетки. Когда клетка делится, чтобы создать две новые (дочерние клетки), она тщательно распределяет свои инструкции (хромосомы), чтобы каждая новая клетка знала, как расти и правильно функционировать.

Группа моторных белков, известных как кинезин-8, помогает регулировать распределение хромосом между дочерними клетками — процесс, нарушение которого может привести к геномной нестабильности. Эта нестабильность является ключевым фактором в развитии многих заболеваний, включая рак.

«Можно представить кинезины как крошечных роботов, которые ходят по рельсам, чтобы помочь организовать и перемещать хромосомы во время деления клетки», — говорит Джон Аллингем, профессор и заместитель заведующего научной работой на кафедре биомедицинских и молекулярных наук Университета Королевы.

В то время как большинство исследований кинезинов были сосредоточены на «ногах» или моторных доменах — областях, которые «шагают» по микротрубочкам, — группа Аллингема обратила внимание на менее изученную «тело» или стержневую область, которая соединяет «ноги» и позволяет им работать вместе.

Недавно Аллингем и его коллеги определили структуру стержневой области грибкового белка кинезин-8 Kip3, используя единственный в Канаде синхротронный исследовательский комплекс Canadian Light Source (CLS) в Университете Саскачевана. Их выводы, опубликованные в журнале Structure, раскрывают неожиданную архитектуру, которая может изменить наше понимание того, как белки кинезин-8 собираются и функционируют.

«Мы ожидали обнаружить длинную спиральную структуру, типичную для других семейств кинезинов, — говорит Аллингем. — Вместо этого мы обнаружили, что эта область складывается в компактный спиральный пучок — больше похожий на сложенный походный стул, чем на длинный гибкий шест».

Команда полагает, что эта компактная структура пучка играет ключевую роль в том, как белки кинезин-8 объединяются в пары (димеризуются) и движутся по микротрубочкам клетки. Поскольку белки кинезин-8 необходимы для правильного разделения хромосом, понимание их архитектуры может помочь объяснить механизмы хромосомной нестабильности, которая является отличительной чертой многих видов рака, и выявить уникальные структурные особенности грибковых кинезинов, которые могут быть использованы для разработки противогрибковых препаратов.

«Наша работа не нацелена напрямую на рак, — отмечает Аллингем. — Но, изучая, как грибковые кинезины-8 собираются и функционируют, мы можем раскрыть принципы, применимые в целом к делению клеток, и определить новые способы подавления размножения болезнетворных клеток — область, вызывающую серьёзную медицинскую озабоченность».

Аллингем подчеркивает, что подобные открытия зависят от передовых инструментов, таких как CLS.

«Использование синхротрона для визуализации этих белковых структур с высоким разрешением позволяет нам обнаруживать сюрпризы, которые невозможно было предсказать, — говорит он. — Даже после десятилетий изучения этих моторов у природы всё ещё есть козыри в рукаве».

Больше информации: Дарья Трофимова и др., Fungal kinesin-8 motors dimerize by folding their proximal tail domain into a compact helical bundle, Structure (2025). DOI: 10.1016/j.str.2025.08.011

Источник: Canadian Light Source