La kinésine-1 est responsable du transport de diverses cargaisons, telles que des organites et des vésicules, le long des microtubules, de longues structures protéiques cylindriques qui font partie du cytosquelette. Des défauts dans la fonction de la kinésine-1 ont été associés à plusieurs maladies neurodégénératives, notamment la SLA et la maladie d'Alzheimer, soulignant l'importance de comprendre son mécanisme précis.
En utilisant une combinaison de cryomicroscopie électronique, d'essais biochimiques et de modélisation informatique, une équipe internationale de chercheurs dirigée par le Dr Rebecca Wade de l'Université d'Oxford et le Dr Michael Cianfrocco de l'Institut Max Planck de biochimie a déchiffré la dynamique structurelle de la kinésine. -1 car il subit une série de changements conformationnels au cours du processus de transport.
L'étude a révélé que la kinésine-1 se compose de deux domaines moteurs identiques, chacun contenant une « tête » et un « cou ». Ces domaines moteurs travaillent ensemble de manière manuelle, une tête se liant à un microtubule tandis que l'autre se libère, permettant à la protéine d'avancer.
Les chercheurs ont identifié un élément structurel clé appelé « lien du cou », qui agit comme un interrupteur moléculaire. Lorsque l’ATP, la monnaie énergétique cellulaire, se lie au domaine moteur, elle déclenche des changements conformationnels dans le lieur du cou, provoquant le détachement de la tête du microtubule. Cela permet à l'autre tête de se lier et de répéter le processus, ce qui entraîne un mouvement continu.
"Nous avons capturé les changements structurels précis qui se produisent au cours du cycle pas à pas de la kinésine-1, fournissant ainsi une compréhension détaillée de la manière dont ce moteur moléculaire convertit l'énergie chimique en travail mécanique", explique le Dr Wade. "Cette connaissance ouvre la voie à de futures études explorant la régulation de la kinésine-1 et ses implications thérapeutiques potentielles dans les maladies associées à son dysfonctionnement."
Les résultats de cette recherche approfondissent non seulement notre compréhension des processus cellulaires fondamentaux, mais offrent également de nouvelles pistes pour développer des traitements ciblant les dysfonctionnements des protéines motrices, ce qui pourrait conduire à de nouvelles stratégies thérapeutiques pour une gamme de troubles neurodégénératifs.
