神戶大理研室蘭工業大：看清引發心衰等疾病的微管結合蛋白4的構造

日本神戶大學、日本理化學研究所生命機能科學研究中心和室蘭工業大學通過共同研究，成功查明了控制體內所有細胞形狀的微管結合蛋白（MAP）之一——「MAP4」 的詳細結構（圖1）。

圖1：「微管-MAP4-驅動蛋白」複合體的冷凍電子顯微鏡結構。

MAP4 是Tau家族蛋白之一，與構成細胞骨架的微管和分子馬達驅動蛋白形成複合體。如果包含Tau家族蛋白在內的複合體形成失敗，就會引發心力衰竭、痴呆症等多種疾病。不過，由於分子結構會靈活移動，此前都不能以高解析度查清其立體結構。此次，研發小組利用冷凍電子顯微鏡，查明了 MAP4 與微管和驅動蛋白形成的複合體的立體結構。

MAP4（紫色）沿著微管（α微管蛋白、β微管蛋白）的長軸結合，使微管變得穩定（圖1）。MAP4 與微管的結合位點有兩種，分別是二者強力結合的錨位點和較弱結合的弱結合位點（圖2左）。另一方面，分子馬達驅動蛋白會競爭性地抑制弱結合位點的 MAP4 與微管的結合（圖2中央）。因此，如果存在足夠量的驅動蛋白，驅動蛋白就會趕走弱結合位點的 MAP4，自己與微管結合（圖2中央）。

由此確認，MAP4 與微管在錨位點結合，同時驅動蛋白在弱結合位點與微管結合（圖2右）。

圖2：微管-MAP4-驅動蛋白複合體的詳細結構（上圖）和模型（下圖）

根據此次的研究成果，可以從分子結構上理解MAP4使微管穩定的機理，以及對微管介導的細胞內物質轉運的作用。另外，利用這些成果，有望查明心力衰竭、痴呆症等由細胞變形引發的疾病的病況及開發新的治療藥物。

相關研究論文10月1日在線發佈於國際學術雜誌《細胞生物學雜誌》。

文 JST客觀日本編輯部

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！