驱动蛋白家族手册

The Kinesin Superfamily Handbook

索书号：Q51/K51/2020/Y

ISBN：9780429491559

藏书地点：武大外教中心

驱动蛋白于 1985 年首次被发现，是从乌贼神经轴突和视叶中分离出的一类分子马达，其能够利用腺苷三磷酸酶水解所释放的能量驱动自身及所携带的物质分子沿微管细丝正极做定向运动，进行胞内物质(如信息分子、囊泡、细胞器、染色体、蛋白质复合体)和信使RNA的运输，并调节信号通路，从而发挥生物学效应，对细胞的功能和形态至关重要。目前 KIFs 有 45 个成员，被分为 14 个亚家族，命名为 kinesin1—kinesin14，其中 38 种表达于神经组织。驱动蛋白分子由两条重链和两条轻链组成，包括马达结构域、PH 结构域和 FHA 结构域，其中马达结构域具有腺苷三磷酸结合位点及微管结合位点，并在 KIFs 中高度一致。根据马达结构域在重链上的位置不同，可分为在 C 端的C-kinesin、N 端的N-kinesin以及中间的M-kinesin，大多数的驱动蛋白属于N-kinesin。通常，N-kinesin 和C-kinesin分别驱动微管正末端和负末端定向运动，而M-kinesin 负责解聚微管。PH 结构域参与货物的运输，且能够决定结合货物的特异性，但 FHA 结构域的功能仍然未知。驱动蛋白不能单独发挥作用，了解驱动蛋白的关键是研究其与货物的连接机制，通过将货物与驱动蛋白进行特定配对，可以对其相互作用进行微调。

近年来，驱动蛋白的作用已从内在细胞过程扩展到病毒的发病机制，包括单纯疱疹病毒和痘苗病毒。此外，驱动蛋白活性与神经元健康及功能联系密切，特别是神经元依赖于驱动蛋白进行长距离转运以及突触小泡前体和神经递质受体(如谷氨酸)的正确定位。驱动蛋白与一些神经发育或退行性疾病(如肌萎缩侧索硬化和遗传性痉挛性截瘫)相关。然而目前有许多 KIFs 成员的功能尚未阐释清楚，未来深入研究驱动蛋白与货物的结合运输机制以及信号系统的调节作用，可能能让人们更好地理解驱动蛋白在疾病发生、发展中的功能。

近年来研究表明，驱动蛋白表达水平的变化与肺癌的发生发展有直接关联，驱动蛋白异常可以通过染色体过度凝集、纺锤体形成异常、细胞分裂缺陷、形成后期桥或非整倍体及有丝分裂阻滞，改变细胞内遗传物质的分布，使细胞周期失控，最终渐进性地导致肿瘤发生。

KIF5B 基因位于第 10 号染色体p11． 22区，表达产物 KIF5B 蛋白为 kinesin1 的一员，由9634个氨基酸组成，在胞内运输、有丝分裂、细胞形成等方面起重要作用。转染重排(rearranged during transfection，RET) 基因重排是肺癌发生的驱动因素，最常见的重排为 KIF5B-RET(72% )，被认为是导致肺癌的主要基因融合类型，大多数KIF5B-RET重排患者从不吸烟(63%)，多为肺腺癌(98%)及晚期患者(91%)。Dacic等认为RET-KIF5B 融合可能是放射性肺腺癌的一种遗传机制。Qian等认为，KIF5B-RET融合激酶通过多水平活化信号转导及转录激活因子 3 促进肺癌细胞生长。而 Das 和 Cagan证明，KIF5B-RET的驱动蛋白和激酶结构域共同作用建立了微管和囊泡依赖性的RET-类固酶受体共激活因子-上皮生长因子受体-成纤维细胞生长因子受体信号转导中枢。KIF5B 除对肺癌的发生起重要驱动功能外，对肿瘤肺转移也有重要转运作用。Wang 等发现，磷脂酶 D2 产生的磷脂酸能与 KIF5B 结合，促进膜型基质金属蛋白酶1表面转运，从而促进小鼠乳腺癌细胞的肺转移。Drilon 等进行的Ⅱ期临床试验证明，RET抑制剂卡博替尼能在RET重排的肺癌患者中产生快速和持久反应，但需要减少剂量。这可能与抑制血管内皮细胞生长因子受体RET激酶而引起的目标外毒性有关。单独抑制RET的药物在 KIF5B-RET 转化细胞中表现不佳，但将RET抑制剂索拉非尼与靶向上皮生长因子受体、微管或成纤维细胞生长因子受体的药物相结合，在果蝇和人细胞系 KIF5B-RET模型中均具有强效。

KIF3C 能够与 KIF3A 蛋白结合，是kinesin2 的重要组成部分。据报道，KIF3C 是一种损伤特异性的激酶，它通过调节和组织生长锥中的微管细胞骨架来促进轴突的生长和再生。驱动蛋白是 Smad2 磷酸化和转运所必需的物质，而转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β) /Smads 信号在乳腺肿瘤转移过程中起重要作用。Wang 等进行体外实验，发现 TGF-β1诱导的磷酸化 Smad2 水平在乳腺癌细胞系中被 KIF3C 抑制剂作用后显著降低，乳腺癌的肺淋巴结转移被抑制，证明KIF3C在Smad2磷酸化和(或)转运中起作用，且可以通过抑制 KIF3C 来控制 Smad2 磷酸化，从而抑制乳腺癌细胞中的 TGF-β 信号转导，进而抑制乳腺癌的肺转移。

《驱动蛋白家族手册》一书于2020年由CRC Press出版社出版，作者是Claire T. Friel。本书汇集了驱动蛋白家族到目前为止的所有研究，为研究人员寻找不同的驱动蛋白家族的信息提供帮助。本书清晰地按照单个家族进行分组，使读者能够快速检索到关于这个驱动蛋白家族的信息，并了解其单个成员如何执行各种各样的细胞功能。并且，本书致力于整个驱动蛋白家族的研究，使读者能够充分的了解这一蛋白质家族。近年来，研究者们发现驱动蛋白家族与一些疾病的发生密切相关，如癌症，神经病变和纤毛病，因此它们正在逐步成为研究重点。

本书作为研究驱动蛋白家族的专业书记，内容专业详实，语言浅显易懂，除此之外还有以下特点：

1、本书不仅介绍了驱动蛋白的基础知识，还详细介绍了研究方法和技术，并结合具体实例的应用，使读者能够更加全面的了解驱动蛋白家族。

2、索引文献丰富，证明了这本书的知识性，真实性。而且，这些索引文献绝大部分都是最新研究，让读者全面了解该领域的前沿进展。

3、在本书的最后，将出现的专业词汇都罗列出来，大大方便了大家在阅读过程中对驱动蛋白研究专业术语的认知。

4、本书最鲜明的特点就是语言浅显易懂，对于初学者有很大的帮助。

本书目录

1. 驱动蛋白家族介绍

2. 驱动蛋白1家族

3. 驱动蛋白2家族：转运蛋白

4. 驱动蛋白3家族：长途货物运输者

5. 驱动蛋白4家族

6. 驱动蛋白5家族:转运蛋白和创造者

7. 驱动蛋白6家族

8. 驱动蛋白8家族

9. 驱动蛋白13家族

10. 驱动蛋白14家族

11. 驱动蛋白15家族

12. 驱动蛋白16家族

13. 其它驱动蛋白家族

14.总结与展望

兰天武汉大学生命科学学院硕士研究生