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Kinesin gehört zu den Motorproteine und bewegt sich herum Mikrotubuli durch ATP in kinetische Energie umgewandelt. Ein Kinesin ist also a ATPase. Kinesine sind in einer Zelle unter anderem für die Trennung der Chromosomen bei der Mitose und den Transport von Vesikel, zum Beispiel bis zum Ende von Axone.
Typen
Beim Menschen sind mindestens 45 Kinesine bekannt, die sich in mindestens 14 Unterfamilien einteilen lassen. Die meisten Kinesine bewegen sich zum Plus-Ende der Mikrotubuli, aber es gibt Ausnahmen. So geht's Protein von der Kinesin-14-Unterfamilie zum Minus-Ende.
Struktur
Die meisten Kinesine bestehen aus einem Kopf am N-Terminus des Proteins mit einer langen „leichten Kette“ und am C-Terminus einer Domäne, die Organellen binden kann. Zwei dieser Moleküle bilden zusammen a Homodimer. Die leichten Ketten der beiden Proteine bilden zusammen eine Coiled-Coil. Kinesin ist ähnlich aufgebaut wie myosin. Diese Proteine stammen also aus derselben Superfamilie von Motorproteinen: Der Kopf des Kinesins ist die Motordomäne. Sie ist bei allen Kinesin-Spezies fast gleich, während die leichten Ketten und die Bindungsdomäne zwischen den verschiedenen Spezies enorm variieren können. Unterschiedliche Leichtketten und Bindungsdomänen ermöglichen es Kinesinen, spezifische Ladungen zu tragen. Bindung und Hydrolyse von ATP in die motorische Domäne und das Dissoziieren von ADP ermöglicht es der motorischen Domäne, sich vom Mikrotubulus zu lösen und sich relativ zum Schwanz zu bewegen. Kinesin bewegt sich durch den Mikrotubulus.
Stufenmodell
Obwohl es zwei Modelle gibt, um die Bewegung von Kinesin zu beschreiben – das Inchworm-Modell und das Hand-über-Hand-Modell – ist es sehr ähnlich, dass sich Kinesin nach dem Hand-über-Hand-Modell bewegt. Dieses Modell funktioniert wie folgt. Der führende Kopf (der Kopf, der relativ näher am Minus-Ende des Mikrotubulus liegt) hat ADP gebunden und der nächste Kopf hat ATP gebunden. Dann wird ATP im Hinterkopf hydrolysiert. Dann dissoziiert ADP vom führenden Kopf, und an derselben Stelle bindet ATP, wodurch der nächste Kopf über den führenden Kopf zum Minus-Ende des Mikrotubulus tritt. Jetzt ist die nächste Schlagzeile zur führenden Schlagzeile geworden, und Kinesin hat einen Schritt gemacht. Dieser Vorgang wiederholt sich dann. Die Distanz, die ein Kopf bei einem Schritt zurücklegt, beträgt 16 nm. Nach dem Hand-über-Hand-Modell kommt Kinesin pro Schritt 8 nm näher an das Minus-Ende des Mikrotubulus.