La familia Kinesin-13 es una subfamilia de proteínas motoras conocidas como kinesinas . La mayoría de las cinesinas transportan materiales o carga alrededor de la célula mientras atraviesan pistas de polímeros de microtúbulos con la ayuda de energía creada por hidrólisis de ATP .
Se identifican fácilmente por sus tres componentes estructurales típicos, incluido un dominio estructural altamente conservado, un núcleo catalítico y sitios de unión de microtúbulos. La familia de la kinesina-13, a diferencia de otras kinesinas, tiene un dominio motor ubicado internamente. Inicialmente se denominaron KIF-M debido a la ubicación única de su núcleo catalítico en el medio del polipéptido entre el dominio globular N-terminal y el tallo C-terminal, pero son verdaderamente especiales debido a su naturaleza versátil. El mecanismo molecular de la familia Kinesin-13 se comprende menos que el de otras clases de cinesinas que tienen sus dominios motores en un extremo u otro de la molécula. Son capaces de viajar tanto al extremo negativo como al positivo de los microtúbulos, mientras que la mayoría de los motores son unidireccionales. Por lo tanto, pueden despolimerizar catalíticamente un microtúbulo desde ambos extremos, lo que lo convierte en un proceso muy eficiente.
El mecanismo exacto de la despolimerización de los microtúbulos activados por Kinesin-13 aún no está claro; sin embargo, estudios bioquímicos y estructurales recientes revelaron algunas características específicas de clase más detalladas que permitieron a los investigadores formular un modelo. [1] ) La proteína primero entra en contacto con la pared lateral de un microtúbulo. Ésta no es una interacción estable porque la superficie convexa del núcleo catalítico no encaja en la superficie plana del protofilamento de microtúbulos recto . El impedimento estérico entre el cuello de la molécula y el protofilamento adyacente inhibe aún más el contacto total entre la proteína y el microtúbulo y sólo facilita la difusión unidimensional a lo largo del microtúbulo. En este momento, la bolsa de unión de nucleótidos de la proteína queda atrapada en un estado abierto para que la estructura no hidrolice el ATP. Una vez que el motor llega al final del microtúbulo, el protofilamento se curva espontáneamente permitiendo que el motor haga contacto total con la subunidad de tubulina . Más moléculas de MCAK se unen colectivamente a la región curva, lo que respalda la teoría de que no desprenden activamente el microtúbulo, sino que esperan pacientemente a que adopte esta conformación curva. Estabilizan la conformación curva uniéndose al extremo del microtúbulo y luego catalizan la despolimerización.
La función principal de la mitosis es separar las cromátidas hermanas replicadas , y esto se logra en parte durante la anafase A, cuando los "microtúbulos cinetocoros (o kMT)" que unen las cromátidas hermanas a los polos opuestos del huso se acortan por despolimerización, ejerciendo fuerzas sobre las cromátidas que tiran de ellas. ellos a los polos. En Drosophila hay evidencia de que las cromátidas hermanas se mueven a los polos opuestos del huso mediante un "mecanismo de flujo pacman dependiente de cinesina-13" en el que una isoforma de cinesina-13, KLP59c, localizada en cinetocoros facilita la despolimerización del extremo de los kMT frente al cromátida (pacman), mientras que una segunda isoforma de cinesina-13, KLP10A, localizada en los polos del huso facilita la despolimerización del extremo opuesto de los kMT que miran hacia los polos (flujo) [2]