ZEN-4/CEMKLP1モータードメインの構造分析と微小管とのその相互作用

Centralspindlin複合体は、後期後期の中央紡錘体のアセンブリとメンテナンスと細胞質分裂の完了に必要です。キネシン様タンパク質Zen-4のそれぞれ2コピー、Caenorhabditis elegans MKLP-1（Kinesin-6ファミリー）、およびRhogap cyk-4で構成されています。クライオエレクトロン顕微鏡とヘリカル3D再構成を使用することにより、Zen-4と微小管の単量体と二量体の運動ドメイン構造の相互作用の構造的特徴を調査しています。AMP-PNP、ADP、ADP-ALF（4）（ - ）、およびヌクレオチドを含まない条件の存在下でZen-4モータードメインで装飾された微小管のヘルバー的に平均化された3Dマップを計算しました。統計的差異マッピングを使用して、これらのマップを相互に比較し、Neurospora Crassaのよく特徴のキネシン-1モータードメインで装飾された微小管から得られた関連マップと比較しました。これにより、Zen-4およびCentralspindlinの機能的特性に直接関係する可能性のある微小管ゼン-4複合体に異なる構造的特徴が見つかりました。さらに、モーターコアLOOP6/BETA4領域にあるキネシン6サブファミリーに固有の約50残基の高度に保存された拡張の位置、構造、および機能を調査しました。

The centralspindlin complex is required for the assembly and maintenance of the central spindle during late anaphase and the completion of cytokinesis. It is composed of two copies each of the kinesin-like protein ZEN-4, a Caenorhabditis elegans MKLP-1 (Kinesin-6 family), and the RhoGAP CYK-4. By using cryo-electron microscopy and helical 3D reconstruction, we are investigating the structural features of the interactions between monomeric and dimeric motor domain constructs of ZEN-4 and microtubules. We have calculated helically averaged 3D maps of microtubules decorated with ZEN-4 motor domain in the presence of AMP-PNP, ADP, ADP-AlF(4)(-), and nucleotide-free conditions. We used statistical difference mapping to compare these maps among each other and to related maps obtained from microtubules decorated with a well-characterized Kinesin-1 motor domain from Neurospora crassa. Thereby, we found distinct structural features in microtubule-ZEN-4 complexes that may directly relate to the functional properties of ZEN-4 and centralspindlin. Furthermore, we investigated the location, structure, and function of a highly conserved extension of approximately 50 residues unique to the Kinesin-6 subfamily, located in the motor core loop6/beta4 region.