Motorproteinen

Motorproteinen zijn eiwitten die chemische energie uit ATP gebruiken om mechanische arbeid te verrichten. Ze bewegen langs filamenten van het cytoskelet en zorgen daarmee voor intracellulair transport en organisatie. Dankzij hun activiteit kunnen vesicles, mitochondriën en andere cargo door de cel worden verplaatst, cellulaire posities worden vastgesteld en processen zoals groei en respons op signalen worden gecoördineerd.

De belangrijkste families zijn kinesine, dyneïne en myosine. Kinesines bewegen meestal langs microtubuli in de richting van het plus-eind, dyneïne in de richting van het minus-eind, terwijl de meeste myosinen langs actinefilamenten bewegen en vaak naar het plus-eind gaan. Deze eiwitten hebben een motor-domein dat ATP bindt en hydrolyseert, een verbindende nek en een staart die cargo koppelt via lichte ketens en adaptor-eiwitten.

Het transportmechanisme omvat de binding aan het filament, ATP-hydrolyse en een stapgewijze beweging die afhankelijk is van conformatiestaatveranderingen. Kinesine-1 kan lang procesief transporteren over grote afstanden; dyneïne is een groter multi-eiwitcomplex dat wordt gereguleerd door factor dynactine; myosinen tonen grote variatie in snelheid, kracht en processiviteit en leveren functies op langs actinefilamenten, zoals vesikeltransport en spiercontractie (myosine II).

In organismen zijn motorproteinen essentieel voor vesikel- en mitochondriënverplaatsing, positie van organellen, de vorming en werking van de spindel tijdens celdeling en beweging van cilia of flagellen. Defecten in motorproteinen of hun regulatie kunnen leiden tot transportstoornissen en neurodegeneratieve aandoeningen; mutaties in kinesine- of dyneïne-genen zijn geïdentificeerd bij verschillende neuropathieën en spier- en ontwikkelingsstoornissen.