驱动蛋白(kinesins)是一类体积只有几十
纳米的“分子马达”(分子发动机),是1985年从
鱿鱼的
轴质(axonplasm)中分离的一种发动机蛋白。用低角度旋转投影电子
显示技术观察结果显示,驱动蛋白是一条长80nm的杆状结构,头部一端有两个成球状的马达
结构域,另一端是
重链(kinesin heavy chain,KHC)和
轻链(kinesin light chain,KLC)组成的扇形尾端,中间是重链组成的杆状区。球状的头部具有
ATP结合部位和
微管结合部位。
能利用
ATP水解所释放的能量驱动自身及所携带的货物分子沿微管运动的一类
马达蛋白,与细胞内物质运输有关。
体外实验证明驱动蛋白的运输具有
方向性,从微管的负极移向微管的正极,是正端走向的微管发动机(plus end-directed microtublar motor)。也有少数驱动蛋白的马达结构域位于重链的C段,这类驱动蛋白的
运动方向与前两类的相反,是从微管的正极向负极移动。
2024年9月,
日本顺天堂大学日前发布新闻公报说,该校等机构研究人员发现了驱动蛋白1调节
血糖的机制。顺天堂大学和
东京大学等机构的研究人员通过动物实验发现,驱动蛋白1在分泌
胰岛素的胰腺
β细胞中表达量较大。胰腺β细胞中缺乏驱动蛋白1的实验鼠体内血糖上升时分泌胰岛素的能力下降,容易出现高血糖。研究人员发现,在胰腺β细胞中,驱动蛋白1直接控制内质网膜上的
伴侣蛋白的作用,使钙通道蛋白能够正确折叠,从而促进胰岛素的分泌。也就是说,驱动蛋白1在钙通道蛋白折叠方面发挥着重要作用。伴侣蛋白是指能协助其他大分子结构折叠或组装的蛋白。钙通道蛋白则负责调控钙离子的运输,有助于促进胰岛素的分泌。
公报说,胰腺β细胞能感应血糖的变化,餐后血糖的上升会促进胰腺
β细胞分泌胰岛素,胰岛素对维持血糖稳定至关重要。而在
糖尿病患者体内,这套机制被打破,导致血糖上升。本项研究确认了驱动蛋白1具有预防糖尿病的新功能,有助于研发糖尿病新疗法。相关研究论文已发表在国际期刊《欧洲分子生物学组织通讯》上。