Proprietà e struttura delle chinesine
Tra le proteine chiamate “motori molecolari” delle cellule si trovano le chinesine, che come la dineina si muovono lungo i microtubuli. Possono trasportare molecole di grandi dimensioni e proprio questa proprietà le rende fondamentali. All’interno delle cellule molte sostanze si muovono per diffusione semplice, ma solo se sono piccole questo meccanismo è sufficiente allo scopo.
L’azione dei motori molecolari si rende necessario anche per gli organelli e le vescicole. Entrambi questi elementi cellulari necessitano di essere portare verso la membrana per essere rilasciate per esocitosi o in un sito cellulare preciso. Il tipo di proteina deputata al trasporto varia in base alla direzione.
Qual è la struttura delle chinesine
Queste proteine sono simili alle dineine dal punto di vista dell’organizzazione e della forma. Al microscopio elettronico si presentano composte da una testa globulare formata da due domini che si lega al microtubulo e che è in grado di idrolizzare l’ATP. Alla testa si lega una lunga elica centrale e uno stelo che lega le molecole o le vescicole da trasportare lungo il citoscheletro della cellula.
I domini che formano la testa globulare dunque è come se fossero i “piedi” delle chinesine, Una volta che si idrolizza una molecola di ATP uno dei domini si stacca dal microtubulo e si muove in avanti, per essere seguito dal secondo dominio. La direzione in cui si muovono è opposta a quella delle dineine quindi avanzano verso l’estremità positiva dei microtubuli.
Di conseguenza molecole, organelli e vescicole legate a questa classe di proteine avanzano verso la periferia cellulare. Tutto ciò che è legato alle dineine al contrario si muove verso l’estremità negativa e perciò verso il centro della cellula. Per questo si dice che il trasporto delle vescicole è bidirezionale, anche se mediato da motori molecolari diversi.
La testa globulare di ogni chinesina è lunga 6 nm e oltre al sito con attività ATPasica ne possiede uno di legame per aderire ai protofilamenti del microtubulo. L’elica centrale è la parte più lunga e misura circa 50 nm, mentre le catene leggere che sono il sito di legame per il carico da trasportare non superano i 12 nm.
Un confronto con la dineina e la miosina
Abbiamo già precisato come ci siano somiglianze strutturali fra le diverse proteine motrici (si dicono anche MAP motrici, acronimo di Microtubules Associated Proteins). Le chinesine, le dineine e la miosina hanno tutte una testa globulare che crea il movimento verso e proprio. La forma varia leggermente dato che nella struttura delle dineine le catene pesanti della testa sono più voluminose.
Una differenza evidente è invece legata a dove possiamo trovare le diverse MAP. Le dineine per si possono trovare sia a livello del citoplasma cellulare che nella struttura del fuso mitotico e anche lungo gli assoni (proteine assonemali). Non vale lo stesso per le chinesine, che invece sono presenti solo a livello del citoplasma e del fuso.
Entrambe le proteine motrici si muovono scorrendo su un solo protofilamento dei tredici che vanno a comporre un microtubulo. Il loro movimento è di tipo continuo perché una volta posizionate su un protofilamento con un carico non si slegano prima di averlo portato nel punto corretto. A livello di massa molecolare però le dineine sono molto più pesanti, 1 milioni di Dalton (Da) perché ha più subunità.
La velocità con cui si spostano le MAP motrici dipende dalla quantità di ATP da idrolizzare che hanno a disposizione. Dato che richiede un apporto di energia però è sicuramente più rapida della velocità di diffusione delle molecole nel citosol, pari a circa 2 μm/s.
Le chinesine e le neuropatie periferiche
Le mutazioni a carico del gene che codifica per Kif1b provocano nei topi un’evidente debolezza muscolare. Messi a confronto con il wild type che ha le chinesine funzionanti infatti fanno fatica ad appendersi con le zampe e a far girare un cilindro mobile. I mutanti murini servono come studio per trattare la neuropatia ereditaria Charcot-Marie-Tooth.
Nota anche come neuropatia sensitivo-motoria ereditaria o HMSN mostra come sintomi una vistosa perdita del tono muscolare e della sensibilità tattile. Ha decorso progressivo e al momento non è possibile ottenere una guarigione completa. Non è grave come la SLA dato che in alcuni casi si limita a provocare debolezza a livello degli arti. Essendo ereditaria emerge normalmente prima dei vent’anni e alcune forme sono X-linked.
Al momento per tenere sotto controllo questa neuropatia si ricorre alla fisioterapia e a uno stile di vita attivo ma non ci sono farmaci specifici. Alcuni sono allo studio e si è tentato in passato di ricorrere alla somministrazione di acido ascorbico, che però non ha dato benefici evidenti.
