【原】Cell Biology：锌离子通过修饰微管蛋白取代Tau和MAP蛋白的作用

在神经元细胞中已观察到锌水平的变化，锌有可能改变神经细胞内的信号转导；然而，锌引起的下游效应的确切机制尚未被阐明。Minckley T. 等人最近的研究发现，微管蛋白是锌调节神经元功能的一个重要靶点。初步的活细胞成像研究表明，锌水平的增加会导致溶酶体和线粒体的运动的明显减少。由于这些细胞器的运输是由驱动蛋白促进的，因此作者研究了锌是否影响了这些驱动蛋白。他们通过inducible cargo trafficking实验分析，发现锌确实能直接抑制KIF5A驱动蛋白的运动。进一步的分析表明，虽然驱动蛋白的运动在锌的作用下减弱了，但运动能力的降低并不是由于微管蛋白的不稳定或KIF5A从微管蛋白上脱落造成的。这些发现得到了体外TIRF试验的支持，该试验评估了锌存在时微管蛋白和驱动蛋白之间的相互作用。然后，他们利用锌滴定测定实验来获得KIF5A ATPase的活性，发现皮摩尔水平的锌促进了活性；然而，一旦锌达到纳摩尔水平，ATPase的活性就会降低。由此发现，在较高水平下，锌分子会直接与微管蛋白相互作用，甚至会促进微管蛋白聚合。结合的锌会影响微管蛋白和一些微管结合蛋白（MAPs）之间的相互作用，比如tau和双皮质素。这些发现表明，锌可能在神经细胞的微管调节、运动功能和细胞器运输中具有重要的功能。Cytoskeleton公司纯化的 KIF5A 蛋白(Cat. # KR01-A)对于研究锌如何控制运动蛋白和轴突运输至关重要。

上图：微管蛋白的3D蛋白质模型，预测与锌相互作用的特定氨基酸被突出显示。（图改编自 Minckley T. et al. JCB 2023）

参考文献：

1.Minckley T. et al. Zn2+ decoration of microtubules arrests axonal transport and displaces tau, doublecortin, and MAP2C. J Cell Biol. 2023 Aug 7;222(8):e202208121. doi: 10.1083/jcb.202208121. Epub 2023 Jun 16.

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