Författare:
[Forskarteam]
Abstrakt:
Molekylära motorer, som myosin V, spelar en avgörande roll i olika cellulära processer genom att omvandla kemisk energi till mekaniskt arbete. Medan den allmänna mekanismen för myosin V:s kraftgenererande funktion är känd, förblir de exakta molekylära detaljerna svårfångade. Här använder vi en kombination av enmolekylexperiment och beräkningsmodellering för att få nya insikter i mekaniken i myosin V kraftgenerering.
1. Enkelmolekylsexperiment:
-Utvecklade en ny analys med en enda molekyl för att direkt mäta kraftuttaget från individuella myosin V-molekyler när de rör sig längs aktinfilament.
-Observerade distinkta kraftprofiler under steg- och lossningshändelser, vilket ger ny information om energilandskapet för myosin V:s rörelse.
2. Beräkningsmodellering:
-Konstruerade en detaljerad beräkningsmodell av myosin V:s katalytiska huvuddomän, med strukturella data och experimentella observationer.
-Simuleringar avslöjade den allosteriska kopplingen mellan nukleotidbindning, kraftslag och spakarmsrörelse, vilket framhävde den molekylära grunden för kraftgenerering.
3. Strukturanalys:
-Utförde mutagenesstudier och erhöll högupplösta kryo-elektronmikroskopistrukturer av myosin V, fånga olika konformationstillstånd under kraftgenereringscykeln.
-Identifierade viktiga strukturella förändringar i hävarmen och omvandlarens domäner som bidrar till den kraftgenererande mekanismen.
4. Mekanistiska insikter:
- Integrerade experimentella och beräkningsfynd för att föreslå en förfinad modell av myosin V kraftgenereringscykeln, som visar hur hävarmsrörelse är kopplad till konformationsförändringar och nukleotidhydrolys.
-Viserade att energin som frigörs från nukleotidbindning, hävstångsrörelse och omvandlardomän omarrangemang kollektivt bidrar till att generera kraft.
Vårt arbete representerar betydande framsteg i att förstå de molekylära mekanismerna bakom kraftgenerering av myosin V. Dessa fynd kan generaliseras till andra medlemmar av myosin-superfamiljen och bidra till utvecklingen av nya terapeutiska strategier riktade mot motoriska dysfunktioner.
