La kinesina-1 es responsable de transportar diversas cargas, como orgánulos y vesículas, a lo largo de microtúbulos, estructuras proteicas cilíndricas largas que forman parte del citoesqueleto. Los defectos en la función de la cinesina-1 se han relacionado con varias enfermedades neurodegenerativas, incluidas la ELA y el Alzheimer, lo que destaca la importancia de comprender su mecanismo preciso.
Utilizando una combinación de microscopía crioelectrónica, ensayos bioquímicos y modelos computacionales, un equipo internacional de investigadores dirigido por la Dra. Rebecca Wade de la Universidad de Oxford y el Dr. Michael Cianfrocco del Instituto Max Planck de Bioquímica descifró la dinámica estructural de la kinesina. -1 ya que sufre una serie de cambios conformacionales durante el proceso de transporte.
El estudio reveló que la kinesina-1 consta de dos dominios motores idénticos, cada uno de los cuales contiene una "cabeza" y un "cuello". Estos dominios motores trabajan juntos mano a mano, con una cabeza uniéndose a un microtúbulo mientras la otra se libera, permitiendo que la proteína avance.
Los investigadores identificaron un elemento estructural clave llamado "enlazador de cuello", que actúa como un interruptor molecular. Cuando el ATP, la moneda de energía celular, se une al dominio motor, desencadena cambios conformacionales en el conector del cuello, lo que hace que la cabeza se separe del microtúbulo. Esto permite que la otra cabeza se una y repita el proceso, lo que resulta en un movimiento continuo.
"Hemos capturado los cambios estructurales precisos que ocurren durante el ciclo escalonado de la kinesina-1, proporcionando una comprensión detallada de cómo este motor molecular convierte la energía química en trabajo mecánico", explica el Dr. Wade. "Este conocimiento allana el camino para futuros estudios que exploren la regulación de la kinesina-1 y sus posibles implicaciones terapéuticas en enfermedades asociadas con su mal funcionamiento".
Los hallazgos de esta investigación no sólo profundizan nuestra comprensión de los procesos celulares fundamentales, sino que también ofrecen nuevas vías para desarrollar tratamientos dirigidos a las disfunciones de las proteínas motoras, lo que podría conducir a nuevas estrategias terapéuticas para una variedad de trastornos neurodegenerativos.
