細胞の“運び屋”に新たなルール~脳の働きや病気の理解につながるタンパク質輸送の仕組み~

ad

2025-10-25 東京大学,順天堂大学,群馬大学

東京大学・順天堂大学・群馬大学の共同研究チーム(吉川雅英教授ら)は、細胞内で分子を運ぶモータータンパク質「キネシン‐2」が荷物(カーゴ)を認識・輸送する分子機構を世界で初めて解明した。クライオ電子顕微鏡とライブセルイメージングにより、キネシン‐2の尾部に新規構造ドメイン「HACドメイン(Hook-like Adaptor and Cargo-binding domain)」を発見。このフック状構造がアダプターKAP3およびカーゴAPCとの結合の足場となり、KIF3A/B/KAP3複合体を安定化させて正確な輸送を実現していることを示した。さらに、キネシン‐1やダイニンなど他のモータータンパク質と類似構造を共有することから、細胞輸送の普遍的なカーゴ認識原理が存在する可能性を提示。神経発達障害や繊毛病など輸送異常疾患の理解と治療法開発につながる成果として注目される。

細胞の“運び屋”に新たなルール~脳の働きや病気の理解につながるタンパク質輸送の仕組み~
細胞の“運び屋” キネシン‐2が荷物を見分けて運ぶしくみ

<関連情報>

キネシン2の尾部にあるフック状のアダプターと貨物結合(HAC)ドメインは、アダプターの組み立てと貨物の認識を可能にする The hook-like adaptor and cargo-binding (HAC) domain in the kinesin-2 tail enables adaptor assembly and cargo recognition

Xuguang Jiang, Radostin Danev, Sotaro Ichinose, Baichun Niu, […] , and Masahide Kikkawa
Science Advances  Published:24 Oct 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.ady5861

Abstract

Intracellular transport relies on motor proteins such as kinesins to deliver cargo along microtubules, yet how they recognize cargo remains unclear. Here, we present high-resolution cryo–electron microscopy structures of the heterotrimeric kinesin-2 complex (KIF3A/KIF3B/KAP3) bound to the cargo protein APC. Our findings reveal a previously uncharacterized KIF3 tail hook-like motif, termed the “HAC” domain, which mediates binding to both KAP3 adaptor and APC cargo. Within this domain, the KIF3A helical regions ensure cargo specificity, while a β-hairpin and KIF3B provide structural support. Biochemical and neuronal experiments confirm its functional importance. Notably, the HAC/KAP3 structure resembles hook-like architectures seen in kinesin-1 and dynein, suggesting a shared cargo recognition framework. These findings also shed light on kinesin-2 cargo specificity and offer a structural framework for understanding related neuronal transport mechanisms.

細胞遺伝子工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました