eLife剖析关键的马达蛋白
有丝分裂纺锤体是细胞分裂过程中的核心分子机器，日前加州大学的科学家们，解析了该机器中一个关键组分的晶体结构。现在，人们可以在此基础上进行干涉，阻断癌症中不受控制的细胞分裂。
“驱动蛋白5有着出人意料的结构，这一结构为多种癌症的治疗提供了新的机遇，”领导这项研究的助理教授Jawdat Al-Bassam说。“我们的研究填补了一项重要的空白，首次向人们展示了微管纤维相互连接和彼此滑动的分子基础。”
在细胞分裂的过程中，纺锤体的微管负责捕获染色体，并将其平均分配给两个子细胞。这一过程的精确调控，对于细胞的正确分裂至关重要。如果这一过程出现故障，就可能导致出生缺陷和发育疾病。对于能够持续分裂的癌细胞来说，上述过程就更为重要了。
驱动蛋白kinesin是一类负责在细胞内运输物质的马达蛋白，文章的作者之一Jonathan Scholey教授说。一般来说，这类蛋白的一端具有两个运动单元，能够沿着微管“行走”，另一端附载着需要运输的货物。
大约二十年前，Scholey的实验室首次纯化到了驱动蛋白5，当时它被认为是真菌有丝分裂的必要蛋白。人们发现这种蛋白非常独特，它两端都有运动单元，可以连接两根微管并且使其相互滑动。
“现在我们已经认识到，驱动蛋白5在几乎所有真核细胞中都是有丝分裂所必须的蛋白，”Scholey说。
研究人员通过电镜和X射线晶体衍射，解析了驱动蛋白5的核心结构。他们发现，该蛋白的核心结构由四个绑在一起的长蛋白螺旋组成。“这一结构比我们想象的要复杂得多，”Scholey说。
此外，这项研究还揭示了驱动蛋白5独有的结构域，这些结构域可以被开发成为抗癌药物的新靶标。研究人员指出，可以通过药物靶标驱动蛋白5，对细胞分裂失去控制的癌症进行治疗，例如直肠癌。之前已经有一种这样的药物进入了III期临床试验，但这种药物最终并未被批准使用，因为它会对其他马达蛋白造成影响。这项研究所展示的结构，可以帮助人们更精确地靶标驱动蛋白5特有的结构域，而这将是一个重大的进步。
驱动蛋白5的结构也可以帮助人们进一步理解这种蛋白的作用机制，Al-Bassam说。“此前我们只有一个微管纤维的滑动理论，而这项研究揭示了更深的层面，有助于在原子水平上理解整个过程，”Scholey说。
