Motorproteinerna

Motorproteinerna är en grupp ATP-beroende enzymer som omvandlar kemisk energi från ATP-hydrolys till mekaniskt arbete. De förflyttar sig längs cellens cytoskelett och driver rörelse av last som organeller, vesiklar och proteinkomplex. De viktigaste medlemmarna är kinesiner, dyneiner och myosiner. Motorproteinerna är centrala för intracellulär transport, muskelkontraktion, kromosomseparation under celldelning och rörelse av cilia och flageller.

De rör sig längs olika cytoskelettfibrer: kinesiner och dyneiner färdas på mikrotubuli medan myosiner rör sig längs aktinfilament. Kinesiner tenderar att gå mot mikrotubuliplusänden och dynein mot minusänden; myosinens riktning varierar mellan isoformer men aktinbaserade motorer driver glidning av aktin och myosin mot sin riktning i en given kontext.

Motorproteinerna utnyttjar ATP-bindning och hydrolys för att ändra konformationer i sina motorhuvuden. Bindning till filamentet leder till att huvudet släpper taget när ATP binder, hydrolysen följer och återbindning sker när ADP och Pi lämnar. Denna cykel ger kraft som driver motorernas framåtrörelse. Två huvudtyper, kinesin-1 och myosin II, visar olika stegcykler men gemensamt är att konformationsförändringar ger framåtrörelse.

Lastkoppling sker via adaptorproteiner som kopplar motorerna till vesiklar, organeller och proteinkomplex. Dynactin associerar dynein med last, medan olika kinesin-adaptrar fungerar för olika cargo. Mikrotubulens posttranslationella modifieringar och mikrotubulabundna proteiner reglerar motorernas aktivering och lastens val av motor.

Biologiska funktioner innefattar intracellulär transport av organeller och vesiklar, positionering av organeller, kromosomseparation och spindlerörelse under mitos, samt rörelse av cilia och flageller hos vissa celltyper. Motorproteinerna arbetar ofta i samarbete med andra motorer och regleras av cellens behov och tillstånd.

Mutationer eller defekter i motorproteinernas gener eller i deras reglering kan bidra till sjukdomar som neurodegenerativa tillstånd, ciliopatier såsom primär ciliär dyskinesi, och vissa ärftliga neuropatier. Studier av motorproteinerna ökar förståelsen för cellens organisering och transport i hälsa och sjukdom.