Elucidation of the fundamental working mechanism of heteromeric kinesins via single molecule optical trapping and single fluorophore localization

• Applicant: Dr. Zeynep Ökten
• Subject Area: Biophysics
• Term: from 2006 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 34836127

Eukaryonten haben gerichtete Transport Mechanismen entwickelt, um einen effizienten intrazellulären Transport zu gewährleisten. Ein solcher Mechanismus schließt prozessive Motoren ein, die mehrere Schritte auf ihren Zytoskeletfilamenten nehmen können ohne abzudissozieren. Ein einzelner prozessiver Motor ist daher in der Lage, den unidirektionalen Transport von Kargo über lange Strecken aufrechtzuerhalten. Alle bisher eingehend untersuchten molekularen Motoren sind Homodimere. Ihre Charakterisierung ist entsprechend vereinfacht, da ihre Motordomänen identisch sind. Es gibt allerdings eine einzigartige aber bis jetzt vernachlässigte Gruppe von Kinesin Motoren, die in vivo als Heterodimere vorkommen. Die so genannten heteromeren Kinesine sind in diversen Organismen wie Chlamydomonas und Menschen vorhanden. Diese Proteine sind in zahlreichen Transportprozessen beteiligt, aber der evolutionäre Vorteil von zwei verschiedenen katalytischen Motor Domänen ist bisher nicht verstanden. Ein besseres Verständnis der in vivo Funktionen dieser Motorproteine erfordert zunächst eine eingehende biochemische und biophysikalische Charakterisierung. Wir werden die jeweiligen Monomere und die Heterodimere zusammen mit den zugehörigen homodimeren Chimären in vitro charakterisieren, um erste Einblicke in ihre fundamentalen Arbeitsmechanismen zu erhalten. Die inherente Assymetrie in heteromeren Kinesinen könnte auch Einblicke in die Kommunikation der Köpfe erlauben. Diese Kommunikation wird benötigt, um eine prozessive Bewegung aufrecht zu erhalten.

• DFG Programme: Research Grants