Engineering controllable bidirectional molecular motors based on myosin.
Engineering controllable bidirectional molecular motors based on myosin.
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DOI：
10.1038/nnano.2012.19
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发表时间：
2012-02-19
影响因子：
38.3
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
细胞骨架马达驱动细胞内细胞器和分子货物的运输，在分子检测和诊断装置中具有潜在的应用。具有动态可控特性的工程分子马达将允许活细胞中机械过程的选择性扰动，并产生用于复杂任务（如分子分选和定向组装）的优化的装置组件。生物马达先前已经通过引入响应金属离子和其他信号的激活/失活开关进行了修改。在这里，我们表明，肌球蛋白马达可以被设计成可逆地改变其运动方向，以响应钙信号。基于以前的蛋白质工程研究和指导的结构模型的重定向的动力冲程的肌球蛋白VI，我们构建了双向肌球蛋白通过刚性重组的结构模块。使用滑丝测定和单荧光团跟踪证实了马达的性能。我们的一般策略，其中外部信号触发肌球蛋白杠杆臂的几何形状和力学的变化，应该能够时空控制一系列运动特性，包括持续合成能力，步幅大小和分支点转向。
Cytoskeletal motors drive the transport of organelles and molecular cargoes within cells, and have potential applications in molecular detection and diagnostic devices. Engineering molecular motors with dynamically controllable properties will allow selective perturbation of mechanical processes in living cells, and yield optimized device components for complex tasks such as molecular sorting and directed assembly. Biological motors have previously been modified by introducing activation/deactivation switches that respond to metal ions and other signals. Here we show that myosin motors can be engineered to reversibly change their direction of motion in response to a calcium signal. Building on previous protein engineering studies and guided by a structural model for the redirected power stroke of myosin VI, we constructed bidirectional myosins through the rigid recombination of structural modules. The performance of the motors was confirmed using gliding filament assays and single fluorophore tracking. Our general strategy, in which external signals trigger changes in the geometry and mechanics of myosin lever arms, should enable spatiotemporal control over a range of motor properties including processivity, stride size, and branchpoint turning.
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DOI：
10.1098/rstb.2004.1566
发表时间：
2004-12-29
期刊：
PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY OF LONDON SERIES B-BIOLOGICAL SCIENCES
影响因子：
--
作者：
Holmes, KC;Schröder, RR;Houdusse, A
通讯作者：
Houdusse, A
影响因子：
64.8
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
2.8
作者：
Parker, David;Bryant, Zev;Delp, Scott L.
通讯作者：
Delp, Scott L.
影响因子：
3.4
作者：
Vilfan, A
通讯作者：
Vilfan, A
影响因子：
4.8
作者：
Krementsova, EB;Hodges, AR;Trybus, KM
通讯作者：
Trybus, KM