支持神經軸索初節形成的新型運輸控制機制

發表重點：神經元的軸索初節（AIS）對於神經功能至關重要。我們闡明了TRIM46（AIS形成所必需的蛋白質）透過馬達蛋白驅動蛋白-2（KIF3）進行選擇性運輸的分子機制。透過細胞生物學、生物化學及小角X射線散射（SAXS）結構解析等多學科分析，我們證實了KIF3/KAP3複合體存在多種組成模式，且每一種模式都具有不同的貨物特異性。特別是我們揭示了KIF3B/B/KAP3對於特異性定位於AIS的TRIM46之運輸至關重要。這一成果表明，驅動蛋白-2複合體的組成多樣性實現了神經細胞內精確的物質運輸控制，有助於理解神經迴路形成及神經系統疾病的分子基礎。概述：由順天堂大學醫學研究科特聘教授、東京大學名譽教授廣川信隆博士及其研究團隊，揭示了特異性聚集於神經元軸索初節（AIS）的結構蛋白TRIM46，是如何透過馬達蛋白驅動蛋白-2（KIF3）進行選擇性運輸的分子機制。本研究透過神經細胞實驗表明，包含KIF3B的複合體對於TRIM46在AIS的聚集至關重要。此外，利用免疫沉澱、下拉分析、尺寸排阻層析（SEC）等生物化學方法及小角X射線散射結構解析，我們發現由KIF3A、KIF3B和KAP3組成的驅動蛋白-2複合體以多種不同組成的亞型存在。這些亞型對TRIM46的結合能力及細胞內分佈各異，具備選擇性運輸特定貨物的能力。這些結果支持了驅動蛋白-2複合體的亞型分化是貨物選擇性與運輸控制基礎的觀點。