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钒酸盐对动力蛋白腺苷三磷酸酶以及纤毛和精子鞭毛的运动有很强的抑制作用
摘要 4 AM 和 0.5 AM 钒 (V) [V(V)，钒酸盐] 分别完全抑制了脱膜海胆精子鞭毛和用 0.1 mM ATP 重新激活的胚胎纤毛的运动能力。0.5-1 AM V(V) 可抑制潜伏形式的动力蛋白 1 的 Mg2+ 激活 ATPase 活性 (ATP 磷酸水解酶，EC 3.6.1.3) 50%，而 Ca2+ 激活 ATPase 活性则不那么敏感。V(V) 对鞭毛摆动频率和动力蛋白 1 ATPase 活性的抑制似乎不是与 ATP 竞争的。与其他报告一致的是，V(V) 对 (NaK)ATPase 的抑制在 ATP 存在下起效较慢，而在 ATP 不存在下起效相对较快。然而，对于动力蛋白，无论是否存在 ATP，抑制都会以快速的速度发生。浓度为 1 mM 的儿茶酚可逆转 V(V) 对重新激活的精子运动、动力蛋白 ATPase 和 (NaK)ATPase 的抑制。浓度高达 500 AM 的 V(V) 对肌球蛋白和肌动球蛋白 ATPase 均无抑制作用。V(V) 的抑制提供了一种可能的技术，用于区分动力蛋白和肌球蛋白在不同形式的细胞运动中的作用。
基于Dynein的贩运的基因组规模要求，由高质量阵列CRISPR屏幕
细胞质动力蛋白-1（动力蛋白）电动机在细胞组织中起着关键作用，通过将各种细胞成分转移到微管的负末端。然而，关于电动机的生物合成，组装和功能多样性如何精心策划的知之甚少。为了解决这个问题，我们使用动力蛋白连接的过氧化物酶体和早期内体作为读数进行了阵列CRISPR功能丧失屏幕。从靶向18,253个基因的指南RNA文库中，回收了195个经过验证的命中，并将其解析为影响多个动力蛋白货物的人，以及效果仅限于一部分货物的那些货物。由多重图像产生的高维表型指纹的聚类揭示了与许多细胞过程有关的共同功能基因，包括几个候选核心动力蛋白功能的新型调节剂。对这些蛋白之一的机械分析，即RNA结合蛋白SUGP1，提供了证据，证明它通过维持动力蛋白激活剂LIS1的功能表达来促进货物运输。我们的数据集代表了用于研究基于微管的运输的新假设的丰富来源，以及通过我们的高内容成像捕获的蜂窝组织的其他几个方面。
第56届中西部学生生物医学研究论坛
背景和意义：人乳头瘤病毒（HPV）是约90％的宫颈癌的病因和全球5％的癌症，但细胞内感染的许多方面仍然未知。HPV必须利用内吞机制，多种病毒和细胞蛋白复合物，并通过逆行转运直接运输从细胞表面运输到细胞核，以进行病毒复制。以前的发现已经报告了其中一些蛋白质复合物的相互作用，但完整的图像仍未确定。从机械上讲，尚不清楚含HPV的隔室与微管运动蛋白Dynein如何成功地组织和启动病毒从细胞外围到核的逆行转运。我们最近的研究探索了动力蛋白募集到HPV携带早期内体隔室的新分子基础。在此过程中，传入的HPV利用了早期的内体小GTPase RAB5及其效应子Rabankyrin-5形成复杂的，从而在携带早期内体和动力蛋白之间建立了连接，从而促进了沿着微管的病毒运输。这些观察结果表明，HPV可以在病毒感染期间重新使用Rabankyrin-5作为潜在的动力蛋白货物适配器。值得注意的是，已知的内体动力蛋白适配器不参与HPV条目。这些发现意味着在病毒进入的早期阶段HPV细胞内转运的一种新型机制，涉及内体涂层络合物形成的空间和时间协调以及动力蛋白的募集和激活。有了这些知识，长期的研究目标将是使用这些发现来治疗临床HPV感染的新型靶向治疗，因为目前尚无治疗HPV治疗的治疗剂。
与动力蛋白相关的光感受器蛋白防止睫状适应蓝光
已知通过调节动力蛋白进行睫状运动的光响应性调节，但该机理尚未完全了解。在这里，我们报告了一个两头f/i1内臂动力蛋白的新型亚基，名为Dyblup，在动物精子中，单细胞绿色藻类。该亚基包含一个BLUF（使用FAD的蓝光传感器）域，该结构域似乎会直接调节Dynein活性，以响应光。Dyblup（Div>与Dynein相关的BLUF蛋白）介导了F/I1运动结构域与将电动机与Doublet微管联系起来的系带络合物之间的连接。缺乏染色的直系同源物的衣原体既表现出阳性和负面光，但是被适应并吸引了高强度的蓝光。这些结果表明，通过直接照相染料素来避免有毒的强光。
e202302430.full.pdf
rab6是蛋白质分泌的关键调节剂。动力蛋白适配器Bicaudal D2（BICD2）招募了电动机细胞质动力蛋白和驱动蛋白-1到Rab6 GTP阳性囊泡以进行运输；但是，尚不清楚BICD2如何识别Rab6。在这里，我们使用结构预测和诱变建立了BICD2识别Rab6 GTP的结构模型。BICD2的结合位点跨越了Rab6的两个区域，这些区域在从GDP-与GTP结合状态的过渡后发生结构变化，并重新排列了几个疏水界面残基，从而解释了活动GTP结合状态的影响增加。废除与BICD2结合的Rab6 GTP的突变也导致Rab6 GTP /BICD2在细胞中的迁移降低，从而验证了我们的模型。这些突变还严重降低了Rab6阳性囊泡在细胞中的运动性，突出了Rab6 GTP /BICD2相互作用对含有kinein-1和dynein的多运动复合物的整体运动的重要性。我们的结果为分泌和高尔基衍生的囊泡提供了洞察力，并将有助于制定由BICD2突变引起的疾病的疗法，这有选择地影响了Rab6和其他货物的影响。
2025-单分子生物物理
本次会议将是在阿斯彭物理中心（ACP）举行的有关单分子生物物理学（SMB）的第12个双年展研讨会，该研讨会是在2001年成功的系列上建立的。SMB会议重点介绍了单分子生物物理学领域的最新进展，包括其实验和理论前沿。主题每年有所不同。过去的会议中涵盖的生物系统包括基于核酸的酶（聚合酶，拓扑异构酶，解旋酶等。），核酸（DNA，RNA），机械酶（肌球蛋白，动力蛋白，动力蛋白，ATP合酶，鞭毛运动）以及分子生理学（折叠/展开，结合，信号传导和其他生物结构变化）的方面。精选的实验技术包括高级荧光，光学镊子，磁性镊子，扫描的探针技术，纳米孔，冷冻电子显微镜和超分辨率技术。这个研讨会传统上吸引了实验者，计算科学家和理论家的混合。
calaxin稳定脊椎动物中的外臂动力蛋白的对接到纤毛双子微管
抽象的外臂动力蛋白（OAD）是纤毛跳动的主要力发生器。尽管OAD损失是人类原发性睫状运动障碍的最常见原因，但OAD的对接机制在纤毛双线微管上（DMT）仍然难以捉摸脊椎动物。在这里，我们使用斑马鱼精子和冷冻电子层析摄影术分析了脊椎动物OAD-DC（停靠复合物）的五个组成部分中的Calaxin/efcab1和ARMC4的功能。ARMC4的突变导致OAD完全丢失，而卡拉辛的突变仅导致OAD的部分损失。 详细的结构分析表明，卡拉辛 - / - OAD通过Calaxin以外的其他DC组件将DMT束缚在DMT上，并且重组卡拉辛可以自主挽救缺陷的DC结构和OAD的不稳定性。 我们的数据证明了Calaxin和ARMC4在OAD-DMT相互作用中的离散作用，这表明OAD对接在脊椎动物中DMT上的稳定过程。ARMC4的突变导致OAD完全丢失，而卡拉辛的突变仅导致OAD的部分损失。详细的结构分析表明，卡拉辛 - / - OAD通过Calaxin以外的其他DC组件将DMT束缚在DMT上，并且重组卡拉辛可以自主挽救缺陷的DC结构和OAD的不稳定性。我们的数据证明了Calaxin和ARMC4在OAD-DMT相互作用中的离散作用，这表明OAD对接在脊椎动物中DMT上的稳定过程。
光能重新激活鞭毛
能够自我维持定向运动的人工系统在开发许多具有挑战性的应用方面具有很高的兴趣，包括医疗和技术应用。在合成生物学的背景下，自下而上地组装这样的系统仍然是一项具有挑战性的任务。在这里，我们通过将光可切换的光合囊泡与脱膜鞭毛相结合，展示了人工光驱动能量模块和运动功能单元的生物相容性和效率，从而在光照时为运动蛋白分子马达提供 ATP。鞭毛推进与其拍打频率相结合，光能触发的 ATP 动态合成使我们能够根据光照控制鞭毛的拍打频率。与不同的生物构件（如生物聚合物和分子马达）相结合的光能功能化囊泡可能有助于自下而上地合成人工细胞，这些细胞能够经历马达驱动的形态变形并以光可控的方式表现出定向运动。
CHMP2B的轴突运输受驱动蛋白调节
chmp2b是ESCRT途径的核心组成部分，该途径催化多囊体的形成以促进内溶性蛋白质降解。尽管CHMP2B促进性突触前功能障碍和变性的突变/功能丧失，表明其在突触前蛋白稳态中的关键作用，但导致CHMP2B定位的机制和招募突触的机制仍然不清楚。在这里，我们表征了CHMP2B轴突流动性，并表明其运输和募集到突触前胸子及其与其他ESCRT蛋白的共同体受到神经元活性的调节。相反，在存在或不存在神经元活性的情况下，额颞痴呆症 - 致病CHMP2B内含子5突变几乎没有表现出的遗传运动或突触前定位。相反，CHMP2B内含子5传输囊泡表现出振荡行为，让人联想到驱动蛋白和动力蛋白运动蛋白之间的拔河。我们表明，这种表型是由CHMP2B内含子与驱动蛋白结合蛋白的有效结合引起的，我们将其鉴定为CHMP2B转运的关键调节剂。这些发现阐明了CHMP2B轴突式传统和突触定位的机制，以及CHMP2B内含子的破坏。
平均主动力，波动和自我载荷
例如，MPS的动力蛋白和动力蛋白沿微管移动，而肌球蛋白家族可以沿丝状肌动蛋白移动。他们的运动依赖载荷依赖于9,10，并且可以达到的最大速度受到可用的ATP浓度。11 ATP水解对化学势的局部耗散驱动MPS脱离平衡。他们的运动方向取决于可以行走的局部前后不对称性不对称性。在最小的尺度上生成非平衡驱动，MP构成了一类活动物质12-14，其中时间反转对称性和平衡波动 - 降解关系被打破。在活细胞中，MP共同运输包括细胞器在内的各种货物。15–19从几个到数百名国会议员可以参与这种运输。20–25多个MP驱动的货物动力学的理论研究使用相等的载荷共享近似值或有限数量的MPS的详细数值模拟。26–33 MPS之间的耦合可能来自直接的机械连接，如肌球蛋白丝中，34分子拥挤26–33 MPS之间的耦合可能来自直接的机械连接，如肌球蛋白丝中，34分子拥挤