Cinesina

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Normalmente essas proteínas motoras são compostas por duas cadeias pesadas, portadoras, cada uma, de uma cabeça na qual se localiza o motor, e duas cadeias leves por motor. Nas cadeias pesadas, o motor está conectado através de uma sequência de aminoácidos a uma alfa hélice que forma uma super hélice com a outra cadeia pesada, sendo, portanto, estas hélices responsáveis pela dimerização da cinesina. Na outra extremidade da hélice, ligam-se as cadeias leves da cinesina, responsáveis por auxiliar o processo de encaixe das estruturas que serão carregadas pelos microtúbulos. Na grande maioria das cinesinas, o motor está próximo do N terminal das cadeias pesadas: essas proteínas caminham em direção à extremidade de crescimento rápido dos microtúbulos. Uma família de cinesinas, no entanto, tem o motor localizado próximo ao C terminal e anda na direção oposta. Além disso a Cinesina, tem grande fonte de 2NadH e sem esse elemento as bactérias não se locomoveriam.

Dentre as possíveis cargas das cinesinas estão mitocôndrias, vesículas contendo neurotransmissores e até outros microtúbulos. Há até cinesinas que têm o poder de se auto associar formando motores bipolares que deslizam microtúbulos em direções opostas. Além do funcionamento como carregadoras, as cinesinas também têm um importante papel na formação dos fusos meióticos e mitóticos. Embora sua importância seja mais óbvia em neurônios, células nas quais as cargas devem percorrer longas distâncias, o transporte polarizado também é necessário em praticamente qualquer outra célula eucarionte, sendo o responsável pela estruturação e alocação de organelas membranosas como o complexo de Golgi e o retículo endoplasmático rugoso. Grande parte do transporte direcionado a regiões distantes do núcleo é realizado pelas cinesinas. É importante notar que as cinesinas só agem como ATPases quando ligadas ao microtúbulo, estando a atividade catalítica atrelada a um ciclo mecânico processivo. Foi determinado que a hidrólise de uma molécula de ATP acarreta num passo de 8 nm da cinesina.

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O comportamento enzimático das cinesinas pode ser satisfatoriamente descrito através da equação de Michaelis-Menten, e a velocidade da reação pode ser verificada diretamente através da velocidade dos microtúbulos deslizantes, visto que o tamanho da passada é conhecido assim como se sabe que cada ciclo de hidrólise corresponde a um passo. A partir dessas informações, foi possível propor vários mecanismos para o andar da cinesina, como o já apresentado modelo mão sobre mão, no qual as cabeças alternam a liderança, e o mede palmos, no qual uma cabeça lidera o movimento, ocorrendo apenas nela a hidrólise de ATP. No entanto, dados a respeito da inibição da reação por ADP e Pi, indicam que provavelmente a primeira hipótese é a correta, com liberação de ADP antes de Pi, uma vez ligado o ATP. Foi verificado que o fosfato é um inibidor competitivo da reação, visto que afetou o KM da enzima, o ADP, por sua vez, revelou-se um inibidor misto, afetando tanto o KM quanto a velocidade máxima da reação. Assim supõe se que o fosfato e o ATP ligam-se exclusivamente ao mesmo estado da molécula, e o ADP liga-se a outro estado também. Essas suposições são inconsistentes com o modelo mede palmos.

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O transporte realizado pelas cinesinas não é aleatório, elas são capazes de fazer entregas a diferentes subcompartimentos de células, por exemplo, nos neurônios canais de sódio são entregues aos nódulos de Ranvier e vesículas sinápticas são endereçadas aos terminais pré-sinápticos. Embora diferentes proteínas façam diferentes entregas, acredita-se que a fosforilação de cinesinas pode ter efeito regulatório. As cadeias leves são importantes para atracar as organelas carregadas, e elas se encontram fosforiladas dentro das células, esses pontos fosforilados foram identificados como possíveis sítios de fosforilação pela GSK3, uma quinase de alta expressão, encontrada em neurônios. Em axoplasma isolado, a GSK3 inibiu o transporte anterogrado, mas não o retrógrado, de carga. Já se sabe que chaperonas têm a capacidade de liberar a cinesina de sua carga, mas as altas concentrações dessas proteínas por todo o neurônio não explicam o controle local da descarga das cinesinas.