Miozin motorfehérjék: szerkezet-funkció összefüggések és funkcionális vizsgálatok idegsejteken = Myosin motor proteins: structure-function relationship and functional studies in neurons
Kutatómunkánk elsődlegesen a miozin motorfehérjék szerkezet-funkció vizsgálatára irányult. Meghatároztuk a konvencionális miozin (miozin-II) fej szerkezetét az enzimatikus ciklus egy ez idáig nem ismert állapotában. A szerkezet rávilágított a kémiai energiát munkává alakító „négyütemű” motor működésének több kulcsfontosságú elemére. Azonosítottunk a motor doménen belül egy kölcsönhatást, amely hozzájárulhat a különböző miozinok optimális működéséhez. Kiderítettük, hogy a fej-farok kapcsolódás instabil szerkezetű a közvetlenül szabályozott miozin-II motoroknál. A miozin-VI farok régiójáról megmutattuk, hogy egyszálú ?-hélix (CSAH) szerkezetű. Új szerkezetjósló programokkal megállapítottuk, hogy a CSAH egy eddig fel nem ismert, sok fehérjében megtalálható szerkezeti elem, amely mechanikai szerepet tölthet be. A miozin-V intracelluláris transzport folyamatokban betöltött szerepét élő idegsejteken kezdtük el vizsgálni. A miozin-V farok könnyű lánc (DYNLL) kötőhelyét azonosítottuk a nehéz láncon belül. Kimutattuk, hogy a DYNLL egy konzervatív ún. csomóponti fehérje, amely a kölcsönható fehérjék szerkezet nélküli régiójában elhelyezkedő lineáris motívumokhoz kötődik és így szabályozza őket. Jellemeztük a DYNLL-partner komplexek kialakulásának termodinamikáját és kinetikáját. Irányított evolúció segítségével az eddig ismerteknél erősebb kötőszekvenciát állítottunk elő, s bioinformatikai módszerrel további potenciális partnerfehérjéket azonosítottunk a humán proteomban. | We have primarily pursued structure-function studies of myosin motor proteins. We have determined the 3-dimensional structure of conventional myosin (myosin II) in one state of its enzymatic cycle. The structure highlighted some of the key elements during the chemo-mechanical energy transduction of the “4-stroke” motor. We have identified an interaction within the motor domain of which could contribute to the optimal functioning of different myosins. Comparative studies revealed that the structure of the coiled-coil tail at the head-tail junction is unstable in directly regulated myosin IIs. We have shown that the tail region of myosin VI forms a single ?-helix (CSAH). Using newly developed prediction programs we have found that CSAH is a novel structural motif present in a many proteins and that it could play mechanical roles. We have started to investigate the role of myosin V in intracellular transport of neuronal cells by live-cell imaging. We have localized the binding site of the tail light chain (DYNLL) of myosin V. DYNLL was identified as a conserved hub protein that binds to linear motifs localized in disordered regions of their binding partners and hence regulate them. We have determined the thermodynamic and kinetic properties of DYNLL-partner complexes. Using directed evolution we have selected a stronger DYNLL binding peptide than previously known ones, and we have predicted potentially novel binding partners in the human proteome
