Pubblicazione | Microtubule association induces a Mg-free apo-like ADP pre-release conformation in kinesin-1 that is unaffected by its autoinhibitory tail
Pubblicato nella rivista “Nature Comminications” un articolo sulla chinesina-1 che svela un passaggio chiave del suo funzionamento. La ricerca è stata condotta dal prof. Roberto Steiner, del Dipartimento di Scienze Biomediche in collaborazione con un team di ricercatori del King's College London, dell'Università degli Studi di Padova, del CNR SCITEC "Giulio Natta" e di Human Technopole.
Il gruppo di ricercatori ha utilizzato la microscopia crioelettronica (cryo-EM) per ottenere nuove immagini dettagliate di un passaggio cruciale nel funzionamento della chinesina-1, una proteina motrice fondamentale per il trasporto cellulare. Questi risultati aiutano a chiarire un meccanismo a lungo ipotizzato ma finora mai osservato direttamente: il rilascio di ADP, una delle fasi centrali del ciclo energetico che alimenta il movimento della chinesina lungo i microtubuli (MT), le "autostrade" interne della cellula.
Le nuove immagini mostrano che, quando la chinesina si lega ai microtubuli, avviene un cambiamento importante nella rete di legami a idrogeno attorno al sito che lega l’ADP. Questo cambiamento induce il rilascio dello ione magnesio (Mg²⁺), che normalmente stabilizza il complesso Mg²⁺-ADP. La perdita del magnesio crea una sorta di "stato intermedio" in cui la chinesina è ancora legata saldamente al microtubulo, ma è pronta a rilasciare l’ADP e proseguire il ciclo.
Simulazioni al computer (dinamica molecolare) hanno permesso di identificare una parte specifica della chinesina, chiamata loop 9, come elemento chiave in questo processo di rilascio dell’ADP.
I ricercatori hanno inoltre analizzato il comportamento della cosiddetta coda autoinibitoria della chinesina-1, una regione che può spegnere temporaneamente il motore.
Questa ricerca non solo chiarisce meglio come funziona uno dei principali motori cellulari, ma potrebbe anche aiutare a comprendere malattie in cui il trasporto cellulare è compromesso, come alcune forme di neurodegenerazione.
Inoltre, offre nuove idee su come progettare farmaci o molecole in grado di regolare questi motori, magari per bloccarli o riattivarli in situazioni specifiche.
