研究揭示驅動蛋白kinesin2的組裝機制

中國科學院生物物理研究研究所馮巍研究組圍繞秀麗隱桿線蟲來源的kinesin-2異源三聚體，開展了一項涵蓋結構解析與功能驗證的系統性研究，重點揭示了其組裝過程中的相互共識別機制，并在體內驗證了該機制的生理學意義。相關論文7月24日發表于《自然-通訊》。

在細胞這個精密的“微型城市”中，驅動蛋白kinesin如同快遞員，沿著微管運輸蛋白質、囊泡等“包裹”。其中，kinesin-2是一類特殊的異源二聚體，由不同馬達亞基與非馬達亞基KAP3組裝成穩定的異源三聚體，在纖毛內順向運輸中發揮關鍵作用。

該研究在體外重組出kinesin-2復合體，并通過單顆粒冷凍電鏡和X-射線晶體學獲得其高分辨率結構，發現兩個馬達尾部通過高度保守的異源配對觸發序列纏繞，并協同識別KAP3的中心凹槽和CTH-hook，形成特異性結合界面。功能驗證表明，界面突變會破壞復合體組裝，影響KAP3進入纖毛和物質運輸過程。此外，結構中的多個潛在磷酸化位點提示其裝配狀態可能受磷酸化調控，實現動態調節。這一成果揭示了kinesin-2異源三聚體的組裝機制及其在纖毛功能中的重要作用，為理解相關遺傳病和開發干預手段提供了關鍵線索。

中國科學院生物物理研究所馮巍研究員為該論文的通訊作者，馮巍課題組副研究員任錦啟博士，生物物理研究所與中科大聯培博士生趙玲艷以及清華大學博士生陳廣涵為論文的共同第一作者，清華大學歐光朔教授也為該研究貢獻了力量。該研究得到中國科學院穩定支持基礎研究領域青年團隊計劃、科技創新2030腦科學與類腦研究重大項目、北京市自然科學基金以及中國科學院青年創新促進會的資助。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62152-8