isolation-and-purification-of-kinesin-from-drosophila-embryos

Isolation and Purification of Kinesin from <em>Drosophila</em> Embryos

Motor proteins move cargos along microtubules, and transport them to specific sub-cellular locations. Because altered transport is suggested to underlie a ...

University of California, Irvine

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Intracellular transport via the microtubule motors kinesin and dynein plays an important role in maintaining cell structure and function. Often, multiple kinesin or dynein motors move the same cargo. Their collective function depends critically on the single motors' detachment kinetics under load, which we experimentally measure here. This experimental constraint--combined with other experimentally determined parameters--is then incorporated into theoretical stochastic and mean-field models. Comparison of modeling results and in vitro data shows good agreement for the stochastic, but not mean-field, model. Many cargos in vivo move bidirectionally, frequently reversing course. Because both kinesin and dynein are present on the cargos, one popular hypothesis explaining the frequent reversals is that the opposite-polarity motors engage in unregulated stochastic tugs-of-war. Then, the cargos' motion can be explained entirely by the outcome of these opposite-motor competitions. Here, we use fully calibrated stochastic and mean-field models to test the tug-of-war hypothesis. Neither model agrees well with our in vivo data, suggesting that, in addition to inevitable tugs-of-war between opposite motors, there is an additional level of regulation not included in the models.

Mechanical stochastic tug-of-war models cannot explain bidirectional lipid-droplet transport.

Transport intracellulaire via la kin&#xE9;sine et la dyn&#xE9;ine moteurs microtubules joue un r&#xF4;le important dans le maintien de la structure et les fonctions cellulaires. Souvent, plusieurs kin&#xE9;sine ou la dyn&#xE9;ine moteurs de d&#xE9;placer la cargaison m&#xEA;me. Leur fonction collective d&#xE9;pend de fa&#xE7;on critique sur la cin&#xE9;tique de d&#xE9;tachement des moteurs simples des sous charge, ce qui nous mesurer exp&#xE9;rimentalement ici. Cette contrainte exp&#xE9;rimentale - combin&#xE9; avec d&#x26;#39;autres param&#xE8;tres d&#xE9;termin&#xE9;s exp&#xE9;rimentalement - est ensuite incorpor&#xE9; dans stochastique th&#xE9;orique et mod&#xE8;les de champ moyen. Comparaison des r&#xE9;sultats de la mod&#xE9;lisation et de donn&#xE9;es in vitro montre un bon accord pour la stochastique, mais pas du champ moyen, le mod&#xE8;le. De nombreux cargos in vivo d&#xE9;placer bidirectionnelle, souvent demi-tour. Parce que les deux kin&#xE9;sine et la dyn&#xE9;ine sont pr&#xE9;sents sur les cargaisons, une hypoth&#xE8;se populaire expliquer les inversions fr&#xE9;quentes est que les moteurs de polarit&#xE9;s oppos&#xE9;es s&#x26;#39;engager dans r&#xE9;glement&#xE9;e stochastique remorqueurs de guerre. Puis, le mouvement des cargaisons &#xBB;peut &#xEA;tre enti&#xE8;rement expliqu&#xE9;e par les r&#xE9;sultats de ces comp&#xE9;titions en face-moteur. Ici, nous utilisons stochastique enti&#xE8;rement calibr&#xE9; et de champ moyen des mod&#xE8;les pour tester l&#x26;#39;hypoth&#xE8;se de bras-de-guerre. Ni le mod&#xE8;le est en bon accord avec notre donn&#xE9;es in vivo, ce qui sugg&#xE8;re que, en plus &#xE0; l&#x26;#39;in&#xE9;vitable remorqueurs de guerre entre les moteurs oppos&#xE9;s, il ya un niveau suppl&#xE9;mentaire de la r&#xE9;glementation n&#x26;#39;est pas inclus dans les mod&#xE8;les.

M&#xE9;caniques stochastiques Tug-of-guerre mod&#xE8;les ne peuvent expliquer bidirectionnelle lipides gouttelettes Transports

Intrazellul&auml;ren Transport via Microtubule Motoren Kinesin und Dynein spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Zellenstruktur und Funktion. Oft Verschieben mehrerer Kinesin oder Dynein-Motoren die gleiche Ladung. Ihre gemeinsame Funktion h&auml;ngt entscheidend von den einzelnen Motors Losl&ouml;sung Kinetik unter Last, die wir hier experimentell zu messen. Diese experimentelle Einschr&auml;nkung--in Kombination mit anderen experimentell bestimmte Parameter--wird dann in theoretischen stochastischen und Mittel-Feld-Modelle integriert. Vergleich der Ergebnisse und in-vitro-Daten Modellierung zeigt guten &Uuml;bereinstimmung f&uuml;r das stochastische, aber nicht bedeuten-Feld, Modell. In-vivo viele Ladungen verschieben bidirektional, h&auml;ufig Umkehr Kurs. Da Kinesin und Dynein auf die Ladungen vorhanden sind, ist eine popul&auml;re Hypothese erkl&auml;rt die h&auml;ufigen Umkehrungen, dass die Gegenteil-Polarity-Motoren in unregulierten stochastische Schlepper von Kriegsgefangenen zu engagieren. Dann l&auml;sst sich die Ladungen Bewegung vollst&auml;ndig von dem Ergebnis dieser Wettbewerbe Gegenteil-Motor erkl&auml;ren. Hier verwenden wir vollst&auml;ndig kalibrierten Modelle f&uuml;r stochastische und Mittel-Feld die Tauziehen-Hypothese zu testen. Weder Modell stimmt auch unsere in-vivo-Daten, was darauf hindeutet, dass neben der unvermeidlichen Schlepper von Kriegsgefangenen zwischen gegen&uuml;berliegenden Motoren, gibt es eine zus&auml;tzliche Ebene der Verordnung in den Modellen nicht enthalten.

Mechanische stochastische Tauziehen Modelle erkl&auml;ren nicht bidirektionale Lipid-Tr&ouml;pfchen Transport.

Trasporto intracellulare attraverso il microtubule motori chinesina e dineina gioca un ruolo importante nel mantenimento della funzione e struttura delle cellule. Spesso, pi&ugrave; motori chinesina o dineina spostare il carico stesso. La loro funzione collettiva dipende criticamente cinetica distacco dei singoli motori sotto carico, che si misura sperimentalmente qui. Questo vincolo sperimentale - combinato con altri parametri sperimentalmente risoluti-- quindi &egrave; incorporato nel modelli stocastici e media-campo teorici. Confronto dei risultati e i dati in vitro di modellazione dimostra buon accordo per il modello stocastico, ma non significa-campo. Molti carichi in vivo si muovono in entrambe le direzioni, frequentemente invertendo il corso. Perch&eacute; sia chinesina e dineina sono presenti su carichi, un&#39;ipotesi popolare che spiega le frequenti inversioni &egrave; che i motori di opposta polarit&agrave; impegnano in non regolamentata stocastico rimorchiatori di guerra. Quindi, il movimento dei carichi pu&ograve; essere spiegato interamente dall&#39;esito di queste competizioni opposto-motore. Qui, utilizziamo modelli stocastici e media-campo completamente calibrati per testare l&#39;ipotesi di tiro alla fune. N&eacute; modello concorda bene con i nostri dati in vivo, suggerendo che, oltre all&#39;inevitabile rimorchiatori di guerra tra motori opposti, c&#39;&egrave; un ulteriore livello di regolamento non inclusa nei modelli.

Modelli stocastici meccanica di tiro alla fune non possono spiegare bidirezionale trasporto lipidico-goccia.

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Microtubule &#xBAA8;&#xD130; kinesin&#xC640; &#xD68C;&#xB97C; &#xD1B5;&#xD574; &#xC138;&#xD3EC;&#xB0B4; &#xC804;&#xC1A1; &#xC140; &#xAD6C;&#xC870;&#xC640; &#xAE30;&#xB2A5; &#xC720;&#xC9C0; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xC5ED;&#xD560;&#xC744; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC885;&#xC885;, &#xC5EC;&#xB7EC; kinesin &#xB610;&#xB294; &#xD68C; &#xBAA8;&#xD130; &#xAC19;&#xC740; &#xD654;&#xBB3C;&#xC744; &#xC774;&#xB3D9;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC9D1;&#xB2E8; &#xD568;&#xC218; &#xBD80;&#xD558;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xC5EC;&#xAE30;&#xC5D0; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xCE21;&#xC815; &#xD558;&#xB294; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBAA8;&#xD130; &#xBD84;&#xB9AC; &#xC18D;&#xB3C4; &#xB860; &#xBE44;&#xD310;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xB2EC;&#xB824; &#xC788;&#xB2E4;. &#xC774; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC801;&#xC778; &#xC81C;&#xC57D; &#xC870;&#xAC74;-&#xB2E4;&#xB978; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xACB0;&#xC815;&#xB41C; &#xB9E4;&#xAC1C; &#xBCC0;&#xC218;-&#xC640; &#xD568;&#xAED8; &#xB2E4;&#xC74C; &#xC774;&#xB860;&#xC801;&#xC778; &#xD655;&#xB960; &#xBC0F; &#xD3C9;&#xADE0; &#xD544;&#xB4DC; &#xBAA8;&#xB378;&#xC5D0; &#xD1B5;&#xD569; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xBE44;&#xAD50; &#xACB0;&#xACFC; &#xCCB4; &#xC678; &#xB370;&#xC774;&#xD130; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1;&#xC758; &#xD655;&#xB960;&#xC801;, &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xB9D0;&#xC740; &#xD544;&#xB4DC;&#xAC00; &#xC544;&#xB2C8;&#xB77C; &#xBAA8;&#xB378;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC88B;&#xC740; &#xACC4;&#xC57D;&#xC774; &#xD45C;&#xC2DC; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB9CE;&#xC740; &#xD654;&#xBB3C; vivo&#xC5D0;&#xC11C; &#xC790;&#xC8FC; &#xCF54;&#xC2A4;&#xB97C; &#xBC18;&#xB300;&#xB85C; &#xC591;&#xBC29;&#xD5A5;&#xC73C;&#xB85C; &#xC774;&#xB3D9; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. Kinesin&#xC640; &#xD68C;&#xB294; &#xD654;&#xBB3C;&#xC5D0;&#xB294;, &#xB54C;&#xBB38;&#xC5D0; &#xC790;&#xC8FC; &#xBC18;&#xC804; &#xC124;&#xBA85; &#xD558;&#xB294; &#xD558;&#xB098;&#xC758; &#xC778;&#xAE30; &#xC788;&#xB294; &#xAC00;&#xC124; &#xBC18;&#xB300; &#xADF9;&#xC131; &#xBAA8;&#xD130; &#xAD00;&#xACC4;&#xAC00; &#xC5C6;&#xB294; stochastic &#xC804;&#xC7C1; &#xC7A1;&#xC544;&#xB2F9;&#xAE40;&#xC5D0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xAD00;&#xC5EC; &#xC774;&#xB2E4;. &#xB2E4;&#xC74C;, &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xBC18;&#xB300; &#xBAA8;&#xD130; &#xACBD;&#xC7C1;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; &#xC758;&#xD574; &#xC804;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xD654;&#xBB3C;&#xC758; &#xC6C0;&#xC9C1;&#xC784;&#xC744; &#xC124;&#xBA85;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xC6B0;&#xB9AC; &#xC904;&#xB2E4;&#xB9AC;&#xAE30; &#xAC00;&#xC124; &#xD14C;&#xC2A4;&#xD2B8;&#xB97C; &#xC644;&#xBCBD; &#xD558; &#xAC8C; &#xBCF4;&#xC815;&#xB41C; &#xD655;&#xB960;&#xB860; &#xBC0F; &#xD3C9;&#xADE0; &#xD544;&#xB4DC; &#xBAA8;&#xB378;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9;. &#xB450; &#xBAA8;&#xB378;, &#xD53C;&#xD560; &#xC218; &#xC5C6;&#xB294; &#xD798;&#xAECF;--&#xC804;&#xC7C1; &#xBC18;&#xB300; &#xBAA8;&#xD130; &#xC0AC;&#xC774; &#xC678;&#xC5D0; &#xBAA8;&#xB378;&#xC5D0; &#xD3EC;&#xD568; &#xB418;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC740; &#xADDC;&#xC815;&#xC758; &#xCD94;&#xAC00; &#xC218;&#xC900;&#xC744; &#xC81C;&#xC548; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC870;&#xAC74; &#xB370;&#xC774;&#xD130; &#xC798; &#xB3D9;&#xC758; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xAE30;&#xACC4;&#xC801; stochastic &#xC904;&#xB2E4;&#xB9AC;&#xAE30; &#xBAA8;&#xB378; &#xC591;&#xBC29;&#xD5A5; &#xC9C0;&#xC9C8; &#xBC29;&#xC6B8; &#xC804;&#xC1A1;&#xC744; &#xC124;&#xBA85;&#xD560; &#xC218; &#xC5C6;&#xB2E4;.

Transporte intracelular a trav&#xE9;s de la kinesin motores de microt&#xFA;bulos y dine&#xED;na juega un papel importante en el mantenimiento de la estructura y funci&#xF3;n celular. A menudo, m&#xFA;ltiples quinesina o motores dine&#xED;na mover la misma carga. Su funci&#xF3;n colectiva depende de manera cr&#xED;tica sobre la cin&#xE9;tica del desprendimiento de los motores individuales en virtud de carga, que se miden experimentalmente aqu&#xED;. Esta restricci&#xF3;n experimental - en combinaci&#xF3;n con otros par&#xE1;metros determinados experimentalmente - entonces se incorpora en estoc&#xE1;stico te&#xF3;rico y modelos de campo medio. Comparaci&#xF3;n de los resultados de los modelos y los datos in vitro muestran buen acuerdo para el estoc&#xE1;stico, pero no significa de campo, el modelo. Muchos cargos en vivo se mueven en ambas direcciones, con frecuencia el rumbo. Debido a que tanto quinesina y dine&#xED;na est&#xE1;n presentes en los cargos, una hip&#xF3;tesis popular que explica los retrocesos frecuentes es que los motores de polaridad opuesta a comprometerse en la regulaci&#xF3;n estoc&#xE1;stica tira y afloja. Entonces, el movimiento de las cargas se puede explicar del todo por el resultado de estas competiciones opuesto del motor. Aqu&#xED;, nosotros usamos estoc&#xE1;stico completamente calibrado y los modelos de campo medio para poner a prueba la hip&#xF3;tesis de tira y afloja. Ninguno de los modelos concuerda con nuestros datos in vivo, lo que sugiere que, adem&#xE1;s de la inevitable tira y afloja entre los motores opuestos, hay un nivel adicional de regulaci&#xF3;n no se incluyen en los modelos.

Mec&#xE1;nicos estoc&#xE1;sticos Remolcador de guerra no pueden explicar bidireccional de l&#xED;pidos gota de transporte

Kinesin-1 is a plus-end microtubule-based motor, and defects in kinesin-based transport are linked to diseases including neurodegeneration. Kinesin can auto-inhibit via a head-tail interaction, but is believed to be active otherwise. Here we report a tail-independent inactivation of kinesin, reversible by the disease-relevant signalling protein, casein kinase 2 (CK2). The majority of initially active kinesin (native or tail-less) loses its ability to interact with microtubules in vitro, and CK2 reverses this inactivation (approximately fourfold) without altering kinesin's single motor properties. This activation pathway does not require motor phosphorylation, and is independent of head-tail auto-inhibition. In cultured mammalian cells, reducing CK2 expression, but not its kinase activity, decreases the force required to stall lipid droplet transport, consistent with a decreased number of active kinesin motors. Our results provide the first direct evidence of a protein kinase upregulating kinesin-based transport, and suggest a novel pathway for regulating the activity of cargo-bound kinesin.

Casein kinase 2 reverses tail-independent inactivation of kinesin-1.

&#x9A71;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D;-1 &#x662F;&#x52A0;&#x53F7;&#x7ED3;&#x675F;&#x57FA;&#x4E8E;&#x5FAE;&#x7BA1;&#x7684;&#x7535;&#x673A;&#x548C;&#x9A71;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D;&#x4E3A;&#x57FA;&#x7840;&#x7684;&#x8FD0;&#x8F93;&#x7F3A;&#x9677;&#x76F8;&#x8FDE;&#xFF0C;&#x5305;&#x62EC;&#x795E;&#x7ECF;&#x53D8;&#x6027;&#x75BE;&#x75C5;&#x3002;&#x9A71;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D;&#x53EF;&#x4EE5;&#x81EA;&#x52A8;-&#x59A8;&#x788D;&#x901A;&#x8FC7;&#x5934;-&#x5C3E;&#x4EA4;&#x4E92;&#xFF0C;&#x4F46;&#x88AB;&#x8BA4;&#x4E3A;&#x662F;&#x6D3B;&#x52A8;&#x5426;&#x5219;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#x6211;&#x4EEC;&#x62A5;&#x544A;&#x9A71;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D;&#x3001; &#x53EF;&#x9006;&#x7684;&#x75BE;&#x75C5;&#x76F8;&#x5173;&#x7684;&#x4FE1;&#x53F7;&#x86CB;&#x767D;&#xFF0C;&#x916A;&#x86CB;&#x767D;&#x6FC0;&#x9176; 2 &#xFF08;CK2&#xFF09; &#x5C3E;&#x72EC;&#x7ACB;&#x706D;&#x6D3B;&#x3002;&#x6700;&#x521D;&#x79EF;&#x6781;&#x9A71;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D; &#xFF08;&#x672C;&#x673A;&#x6216;&#x5C3E;&#x90E8;&#x8F83;&#x5C11;&#xFF09; &#x7684;&#x5927;&#x591A;&#x6570;&#x5931;&#x53BB;&#x5176;&#x4E0E;&#x5FAE;&#x7BA1;&#x4F53;&#x5916;&#xFF0C;&#x8FDB;&#x884C;&#x4EA4;&#x4E92;&#x7684;&#x80FD;&#x529B;&#xFF0C;CK2 &#x53CD;&#x8F6C;&#x672C;&#x706D;&#x6D3B; &#xFF08;&#x5927;&#x7EA6;&#x56DB;&#x500D;&#xFF09; &#x800C;&#x4E0D;&#x6539;&#x53D8;&#x9A71;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D;&#x7684;&#x5355;&#x7535;&#x673A;&#x5C5E;&#x6027;&#x3002;&#x6B64;&#x6FC0;&#x6D3B;&#x901A;&#x8DEF;&#x4E0D;&#x9700;&#x8981;&#x7535;&#x673A;&#x78F7;&#x9178;&#x5316;&#xFF0C;&#x5E76;&#x4E14;&#x662F;&#x72EC;&#x7ACB;&#x7684;&#x5934;&#x5C3E;&#x81EA;&#x52A8;&#x6291;&#x5236;&#x3002;&#x5728;&#x54FA;&#x4E73;&#x52A8;&#x7269;&#x7EC6;&#x80DE;&#x4E2D;&#x51CF;&#x5C11; CK2 &#x8868;&#x8FBE;&#x7684;&#x4F46;&#x4E0D;&#x662F;&#x5176;&#x6FC0;&#x9176;&#x6D3B;&#x6027;&#xFF0C;&#x51CF;&#x5C11;&#x6863;&#x8102;&#x8D28;&#x6EF4;&#x8FD0;&#x8F93;&#xFF0C;&#x7B26;&#x5408;&#x7684;&#x79EF;&#x6781;&#x9A71;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D;&#x7535;&#x673A;&#x6570;&#x76EE;&#x51CF;&#x5C11;&#x6240;&#x9700;&#x8981;&#x7684;&#x529B;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x7ED3;&#x679C;&#x63D0;&#x4F9B;&#x86CB;&#x767D;&#x6FC0;&#x9176;&#x690D;&#x57FA;&#x4E8E;&#x9A71;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D;&#x7684;&#x8FD0;&#x8F93;&#xFF0C;&#x7B2C;&#x4E00;&#x4E2A;&#x76F4;&#x63A5;&#x8BC1;&#x636E;&#x53CA;&#x8C03;&#x8282;&#x8D27;&#x7269;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x9A71;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D;&#x6D3B;&#x6027;&#x65B0;&#x578B;&#x9014;&#x5F84;&#x7684;&#x5EFA;&#x8BAE;&#x3002;

&#x916A;&#x86CB;&#x767D;&#x6FC0;&#x9176; 2 &#x53CD;&#x8F6C;&#x9A71;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D;-1 &#x7684;&#x5C3E;&#x5DF4;&#x72EC;&#x7ACB;&#x706D;&#x6D3B;&#x3002;

Kin&#xE9;sine-1 est un plus fin microtubules &#xE0; base moteur, et les d&#xE9;fauts de kin&#xE9;sine &#xE0; base de transport sont li&#xE9;es &#xE0; des maladies, notamment neurod&#xE9;g&#xE9;n&#xE9;rescence. Kinesin peut auto-inhibition par l&#x26;#39;interm&#xE9;diaire d&#x26;#39;une interaction t&#xEA;te-queue, mais l&#x26;#39;on croit &#xEA;tre active autrement. Nous rapportons ici une inactivation queue ind&#xE9;pendante de la kin&#xE9;sine, r&#xE9;versible par la prot&#xE9;ine de signalisation des maladies pertinentes, de la cas&#xE9;ine kinase 2 (CK2). La majorit&#xE9; de la kin&#xE9;sine initialement actif (natif ou sans queue) perd sa capacit&#xE9; &#xE0; interagir avec les microtubules in vitro, et CK2 revers cette inactivation (environ quatre) sans alt&#xE9;rer les propri&#xE9;t&#xE9;s de kin&#xE9;sine automobiles isol&#xE9;s. Cette voie d&#x26;#39;activation ne n&#xE9;cessite pas la phosphorylation du moteur, et est ind&#xE9;pendant de la t&#xEA;te-queue d&#x26;#39;auto-inhibition. Dans des cultures de cellules de mammif&#xE8;res, la r&#xE9;duction de la CK2 expression, mais pas son activit&#xE9; kinase, diminue la force n&#xE9;cessaire pour bloquer le transport des gouttelettes lipidiques, compatible avec une diminution du nombre de moteurs actifs kin&#xE9;sine. Nos r&#xE9;sultats fournissent la premi&#xE8;re preuve directe d&#x26;#39;une prot&#xE9;ine kinase r&#xE9;gulation positive kin&#xE9;sine bas&#xE9;e sur le transport, et de proposer une nouvelle voie de r&#xE9;gulation de l&#x26;#39;activit&#xE9; de fret li&#xE9; kin&#xE9;sine.

Cas&#xE9;ine kinase 2 Inverse Queue-ind&#xE9;pendante inactivation de la kin&#xE9;sine-1

Kinesin-1 ist ein Plus-End Microtubule-basierte Motor und M&auml;ngel im Verkehr Kinesin-basierte Krankheiten einschlie&szlig;lich Neurodegeneration verbunden sind. Kinesin kann Auto-hemmen &uuml;ber eine Kopf-Schwanz-Interaktion, aber wird geglaubt, um anderweitig aktiv sein. Hier berichten wir einen Schwanz-unabh&auml;ngige Inaktivierung von Kinesin, reversibel durch das Krankheit-relevanten Signalgebung Protein, Casein Kinase 2 (CK2). Die Mehrzahl der urspr&uuml;nglich aktive Muskelkontraktion (native oder Schwanz-weniger) verliert seine F&auml;higkeit zur Interaktion mit Mikrotubuli in-vitro- und CK2 kehrt diese Inaktivierung (etwa um das Vierfache) ohne Ver&auml;nderung der Kinesin motor Einzeleigenschaften. Diese Aktivierung Option erfordert keine motor Phosphorylierung und ist unabh&auml;ngig von Kopf-Schwanz-Auto-Hemmung. In kultivierten S&auml;ugetierzellen verringert die Verringerung der CK2 Ausdruck, aber nicht dessen Kinaseaktivit&auml;t, erforderliche Kraft, um Lipid Tr&ouml;pfchen Transport, mit einer reduzierten Anzahl von aktiven Kinesin Motors abw&uuml;rgen. Unsere Ergebnisse bieten die erste Beweise f&uuml;r eine Kinase Heraufregulierung Kinesin-basierte Proteintransport und schlagen einen neuartigen Weg zur Regulierung der Aktivit&auml;t der Ladung gebundene Kinesin.

Kasein-Kinase 2 kehrt Schwanz-unabh&auml;ngige Inaktivierung von Kinesin-1.

Chinesina-1 &egrave; un motore di microtubule-base plus-fine, e difetti di trasporto basato su chinesina sono legati a malattie tra cui neurodegenerazione. Chinesina pu&ograve; auto-inibire attraverso un&#39;interazione di testa-coda, ma si crede di essere attivo in caso contrario. Qui riportiamo un&#39;inattivazione indipendente dalla coda di chinesina, reversibile della proteina di segnalazione malattia rilevante, chinasi 2 (CK2) della caseina. La maggior parte della chinesina inizialmente attivo (nativo o coda-di meno) perde la sua capacit&agrave; di interagire con i microtubuli in vitro, e CK2 inverte questa inattivazione (circa quattro volte) senza alterare le propriet&agrave; di singolo motore di chinesina. Questa via di attivazione non richiede fosforilazione motore ed &egrave; indipendente da testa-coda auto-inibizione. In cellule di mammifero coltivate, riducendo l&#39;espressione CK2, ma non la sua attivit&agrave; chinasica, diminuisce la forza necessaria per trasporto gocciolina lipidica, coerenza con una riduzione del numero di motori chinesina attivo di stallo. I nostri risultati forniscono la prima prova diretta di una proteina chinasi upregulating chinesina trasporti e suggeriscono un percorso romanzo per regolamentare l&#39;attivit&agrave; di carico-limite chinesina.

Chinasi di caseina 2 inverte indipendente dalla coda inattivazione di chinesina-1.

&#x30AD;&#x30CD;&#x30B7;&#x30F3;-1&#x306F;&#x30D7;&#x30E9;&#x30B9;&#x7AEF;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x7BA1;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x3067;&#x3001;&#x30AD;&#x30CD;&#x30B7;&#x30F3;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x30C8;&#x30E9;&#x30F3;&#x30B9;&#x30DD;&#x30FC;&#x30C8;&#x306E;&#x6B20;&#x9665;&#x306F;&#x3001;&#x795E;&#x7D4C;&#x5909;&#x6027;&#x306A;&#x3069;&#x306E;&#x75BE;&#x60A3;&#x306B;&#x30EA;&#x30F3;&#x30AF;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30AD;&#x30CD;&#x30B7;&#x30F3;&#x306F;&#x3001;&#x982D;&#x5C3E;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x3066;&#x81EA;&#x52D5;&#x6291;&#x5236;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x304C;&#x3001;&#x305D;&#x308C;&#x4EE5;&#x5916;&#x306F;&#x30A2;&#x30AF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3068;&#x8003;&#x3048;&#x3089;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x75BE;&#x60A3;&#x95A2;&#x9023;&#x30B7;&#x30B0;&#x30CA;&#x30EB;&#x4F1D;&#x9054;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x3001;&#x30AB;&#x30BC;&#x30A4;&#x30F3;&#x30AD;&#x30CA;&#x30FC;&#x30BC;2&#xFF08;CK2&#xFF09;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x53EF;&#x9006;&#x30AD;&#x30CD;&#x30B7;&#x30F3;&#x306E;&#x30C6;&#x30FC;&#x30EB;&#x306B;&#x4F9D;&#x5B58;&#x3057;&#x306A;&#x3044;&#x4E0D;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316;&#x3092;&#x3001;&#x5831;&#x544A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6700;&#x521D;&#x306B;&#x30A2;&#x30AF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x30AD;&#x30CD;&#x30B7;&#x30F3;&#xFF08;&#x30CD;&#x30A4;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x30C6;&#x30FC;&#x30EB;&#x4EE5;&#x4E0B;&#xFF09;&#x306E;&#x5927;&#x534A;&#x306F;&#x3001;in vitro&#x3067;&#x306E;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x7BA1;&#x3068;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x80FD;&#x529B;&#x3092;&#x5931;&#x3044;&#x3001;CK2&#x306F;&#x3001;&#x30AD;&#x30CD;&#x30B7;&#x30F3;&#x306E;&#x5358;&#x4E00;&#x306E;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x7279;&#x6027;&#x3092;&#x5909;&#x66F4;&#x305B;&#x305A;&#x306B;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x4E0D;&#x6D3B;&#x5316;&#xFF08;&#x7D04;4&#x500D;&#xFF09;&#x304C;&#x9006;&#x306B;&#x306A;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316;&#x7D4C;&#x8DEF;&#x306F;&#x3001;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x9178;&#x5316;&#x3092;&#x5FC5;&#x8981;&#x3068;&#x3057;&#x3001;&#x982D;&#x5C3E;&#x306E;&#x81EA;&#x52D5;&#x6291;&#x5236;&#x3068;&#x306F;&#x72EC;&#x7ACB;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3002;&#x305D;&#x306E;&#x30AD;&#x30CA;&#x30FC;&#x30BC;&#x6D3B;&#x6027;&#x3092;&#x54FA;&#x4E73;&#x985E;&#x57F9;&#x990A;&#x7D30;&#x80DE;&#x306B;&#x304A;&#x3044;&#x3066;&#x3001;CK2&#x306E;&#x767A;&#x73FE;&#x3092;&#x6E1B;&#x5C11;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x3067;&#x306F;&#x306A;&#x304F;&#x3001;&#x30A2;&#x30AF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x306A;&#x30AD;&#x30CD;&#x30B7;&#x30F3;&#x30E2;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x6570;&#x306E;&#x6E1B;&#x5C11;&#x3068;&#x4E00;&#x81F4;&#x3057;&#x3066;&#x8102;&#x8CEA;&#x6EF4;&#x306E;&#x8F38;&#x9001;&#x3092;&#x505C;&#x6B62;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5FC5;&#x8981;&#x306A;&#x529B;&#x3092;&#x6E1B;&#x5C11;&#x3055;&#x305B;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x3001;&#x30AD;&#x30CD;&#x30B7;&#x30F3;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x30C8;&#x30E9;&#x30F3;&#x30B9;&#x30DD;&#x30FC;&#x30C8;&#x3092;&#x30A2;&#x30C3;&#x30D7;&#x30EC;&#x30AE;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x3059;&#x308B;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x30AD;&#x30CA;&#x30FC;&#x30BC;&#x306E;&#x6700;&#x521D;&#x306E;&#x76F4;&#x63A5;&#x8A3C;&#x62E0;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x3001;&#x8CA8;&#x7269;&#x306B;&#x7D50;&#x5408;&#x3057;&#x305F;&#x30AD;&#x30CD;&#x30B7;&#x30F3;&#x306E;&#x6D3B;&#x6027;&#x3092;&#x8ABF;&#x7BC0;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x7D4C;&#x8DEF;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;

&#x30AB;&#x30BC;&#x30A4;&#x30F3;&#x30AD;&#x30CA;&#x30FC;&#x30BC;2&#x306F;&#x3001;&#x30AD;&#x30CD;&#x30B7;&#x30F3;-1&#x306E;&#x30C6;&#x30FC;&#x30EB;&#x306E;&#x72EC;&#x7ACB;&#x3057;&#x305F;&#x4E0D;&#x6D3B;&#x5316;&#x3092;&#x53CD;&#x8EE2;

Kinesin 1 &#xB354;&#xD558;&#xAE30; &#xC5D4;&#xB4DC; microtubule &#xAE30;&#xBC18; &#xBAA8;&#xD130; &#xC774;&#xBA70; &#xACB0;&#xD568; kinesin &#xAE30;&#xBC18; &#xC804;&#xC1A1;&#xC5D0; neurodegeneration&#xC744; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558; &#xC5EC; &#xC9C8;&#xBCD1;&#xC5D0; &#xC5F0;&#xACB0; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. Kinesin &#xC790;&#xB3D9;-&#xC5B5;&#xC81C;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xBA38;&#xB9AC; &#xAF2C;&#xB9AC; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC744; &#xD1B5;&#xD574; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xADF8;&#xB807;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC73C;&#xBA74; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xB420; &#xAC83;&#xC73C;&#xB85C; &#xC0DD;&#xAC01; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30; &#xC6B0;&#xB9AC; &#xBCF4;&#xACE0; kinesin, &#xC9C8;&#xBCD1; &#xAD00;&#xB828; &#xC2E0;&#xD638; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;, &#xCE74; &#xC138; &#xC778; &#xB2C8; 2 (CK2)&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xAC00;&#xC5ED;&#xC758; &#xAF2C;&#xB9AC;&#xC5D0; &#xAD00;&#xACC4; &#xC5C6;&#xC774; &#xBE44;&#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xD65C;&#xC131; &#xCD08;&#xAE30; kinesin (&#xB124;&#xC774;&#xD2F0;&#xBE0C; &#xB610;&#xB294; &#xAF2C;&#xB9AC; &#xC5C6;&#xB294;) &#xB300;&#xB2E4;&#xC218; microtubules &#xC2DC;&#xD5D8;&#xAD00;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; &#xB2A5;&#xB825;&#xC744; &#xC783;&#xB294;&#xB2E4; &#xACE0; CK2 (&#xC57D; &#xC0AC;&#xC911;) kinesin&#xC758; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBAA8;&#xD130; &#xC18D;&#xC131;&#xC744; &#xBCC0;&#xACBD; &#xD558;&#xC9C0; &#xC54A;&#xACE0;&#xC774; &#xBE44;&#xD65C;&#xC131;&#xD654;&#xB97C; &#xBC18;&#xB300;&#xB85C; &#xBC14;&#xAFC9;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xACBD;&#xB85C; &#xBAA8;&#xD130; &#xC778; &#xC0B0;&#xD654;&#xB97C; &#xD544;&#xC694; &#xD558;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xD558; &#xACE0; &#xBA38;&#xB9AC;-&#xAF2C;&#xB9AC; &#xC790;&#xB3D9; &#xC5B5;&#xC81C;&#xC758; &#xB3C5;&#xB9BD;&#xC801;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xD3EC;&#xC720;&#xB958; &#xBC30;&#xC591;&#xB41C; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC904;&#xC774;&#xACE0; CK2 &#xC2DD; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xADF8; &#xD0A4; &#xB2C8; &#xC544; &#xC81C; &#xD65C;&#xB3D9; &#xD558;&#xC9C0; &#xB9C8;&#xAD6C;&#xAC04; &#xC9C0;&#xC9C8; &#xBC29;&#xC6B8; &#xC804;&#xC1A1;, &#xD65C;&#xC131; kinesin &#xBAA8;&#xD130;&#xC758; &#xC904;&#xB41C; &#xC218;&#xC640; &#xC77C;&#xCE58; &#xD558;&#xB294; &#xB370; &#xD544;&#xC694;&#xD55C; &#xD798;&#xC744; &#xAC10;&#xC18C; &#xC2DC;&#xD0B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xD0A4; &#xB2C8; &#xC544; &#xC81C; upregulating kinesin &#xAE30;&#xBC18; &#xC804;&#xC1A1;, &#xCCAB;&#xBC88;&#xC9F8; &#xC9C1;&#xC811; &#xC99D;&#xAC70; &#xBC0F; &#xD654;&#xBB3C; &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xB41C; kinesin &#xD65C;&#xB3D9; &#xADDC;&#xC81C;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xD1B5;&#xB85C; &#xAC83;&#xC774; &#xC88B;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xCE74; &#xC138; &#xC778; &#xB2C8; 2 kinesin 1&#xC758; &#xAF2C;&#xB9AC;-&#xB3C5;&#xB9BD;&#xC801;&#xC778; &#xBE44;&#xD65C;&#xC131;&#xD654;&#xB97C; &#xBC18;&#xB300;&#xB85C; &#xBC14;&#xAFC9;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Kinesin-1 es un plus de fin de microt&#xFA;bulos basado en el motor, y defectos en kinesin basado en el transporte est&#xE1;n vinculados a enfermedades como la degeneraci&#xF3;n neuronal. Kinesin puede auto-inhiben a trav&#xE9;s de una interacci&#xF3;n cabeza-cola, pero se cree que es activo lo contrario. Aqu&#xED; mostramos una inactivaci&#xF3;n de cola independiente de quinesina, reversible a trav&#xE9;s de la prote&#xED;na de se&#xF1;alizaci&#xF3;n de la enfermedad pertinente, la case&#xED;na quinasa 2 (CK2). La mayor&#xED;a de los kinesin inicialmente activo (nativo o de la cola menos) pierde su capacidad de interactuar con los microt&#xFA;bulos in vitro, y CK2 invierte esta inactivaci&#xF3;n (aproximadamente cuatro veces), sin alterar las propiedades individuales de kinesin motor. Esta v&#xED;a de activaci&#xF3;n no requiere la fosforilaci&#xF3;n de motor, y es independiente de cabeza-cola de auto-inhibici&#xF3;n. En cultivos de c&#xE9;lulas de mam&#xED;feros, la reducci&#xF3;n de CK2 expresi&#xF3;n, pero no su actividad quinasa, disminuye la fuerza necesaria para detener el transporte de l&#xED;pidos gota, en consonancia con una disminuci&#xF3;n del n&#xFA;mero de activos motores de quinesina. Nuestros resultados proporcionan la primera evidencia directa de una prote&#xED;na quinasa upregulating kinesin basado en el transporte, y sugieren una nueva v&#xED;a para regular la actividad de carga con destino quinesina.

Suvranta Tripathy

Department of Developmental and Cell Biology,
School of Biosciences,
Department of Developmental and Cell Biology, School of Biosciences

University of California, Irvine

Isolation and Purification of Kinesin from Drosophila Embryos

Suvranta Tripathy

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University of California, Irvine

Isolation and Purification of Kinesin from Drosophila Embryos

Department of Developmental and Cell Biology,
School of Biosciences,
Department of Developmental and Cell Biology, School of Biosciences