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生命物理学​​ 运动蛋白和膜动力学

2019-07-28 15:19:04 • 来源：

动力是许多细胞类型的基本特性，并且由分子马达驱动。研究人员现已发现，运动蛋白肌球蛋白VI直接促进细胞膜的变形，这是运动或内吞作用所必需的。

生命物理学​​ 运动蛋白和膜动力学

动力是许多细胞类型的基本特性，并且由分子马达驱动。M中的Ludwig-Maximilians-Universitaet(LMU)现已发现，运动蛋白肌球蛋白VI直接促进细胞膜的变形，这是运动或内吞作用所需要的。

由脂质双层组成的膜限定有核细胞(质膜)的外表面并界定这些细胞内的重要细胞器，例如线粒体和细胞核。膜曲率决定了这些结构的三维形式，因此是它们各自功能的关键因素。此外，主动变形膜的能力对于许多细胞过程是必不可少的。结合实验和理论方法，由Claudia Veigel教授(生物医学中心)和Erwin Frey教授(Arnold Sommerfeld理论物理中心)领导的LMU研究小组，他们也是慕尼黑纳米科学中心(CeNS)的成员，现在已经证明，称为分子马达的蛋白质直接参与膜变形的控制。自然通讯。

膜曲率的形成和动力学是许多不同蛋白质之间复杂相互作用的结果，其中细胞骨架 - 分子马达相互作用 - 起着重要作用。电机交互使电池的内部骨架能够在本地动态分解，并重新组装成新的配置。这些过程又间接地将力​​施加到细胞质膜上。运动蛋白沿着各种细丝系统移动，细胞系统一起构成细胞骨架，将分子货物运送到目的地。然而，运动蛋白本身也可以作为信号分子。“我们现在已经发现了一种特殊运动蛋白的全新功能，称为肌球蛋白VI：

“使用荧光标记和超分辨荧光显微镜，我们能够通过实验证实肌球蛋白VI直接与膜结合。将这些实验与三角形金纳米粒子结合起来，我们发现这种相互作用发生在一个非常有选择性和高度合作的时尚 - 特别是在膜曲率采用鞍形的位置。结合部位出现在纳米孔隙处，这是由热波动引起的。当肌球蛋白VI分子停靠在这些部位时，它们是动态可变的，花 - 在我们的实验中，这些'花'的周长以恒定的速率生长，这与可用的肌球蛋白浓度成正比，“Veigel解释说。

该研究的作者提出，这种新发现的基于肌球蛋白的马达的功能涉及重要的细胞过程，例如内吞作用和膜突起的形成。“我们还开发了一种定量理论模型，正确描述了蛋白质 - 膜相互作用以及膜形态的动态变化，”Frey说。“我们相信，在不久的将来，我们的新分析和支持它的模型将帮助我们揭示膜变形的其他机制，并阐明膜曲率在细胞功能中的普遍作用。”

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