Kinezin

thumb|Kinezin „šeta“ po mikrotubuli
thumb|Kinezinski dimer se prikači i pomjera duž mikrotubula
thumb|Dijagramska ilustracija pokretljivosti kinezina
**Kinezin** je protein iz klase motornih proteina koji se nalazi u eukariotskim ćelijama.

Kinezini se kreću duž mikrotubulskih (MT) filamenata i pokreću hidrolizu adenozin trifosfata (ATP), tako da djeluju kao ATPaze. Aktivno kretanje kinezina podržava nekoliko ćelijskih funkcija, uključujući i mitozu, mejozu i transport ćelijskog naboja: kao u aksonskom transportu. Većina kinezina se kreće prema pozitivnom kraju mikrotubule koji, u većini ćelija, podrazumijeva transportirajuće punjenje: kao kod proteina i membranskih komponenti od centra ćelije prema periferiji. Ovaj oblik transporta je poznat kao anterogradni transport. Nasuprot tome, dineini su proteinski motori koji se kreću u pravcu negativnog kraja mikrotubule.
 
## Kinezini
Kinezini su otkriveni kao anterogradni međućelijski transportni motori koji počivaju na fumnkcijasma mikrotubula (MT). Osnivački član ove superfamilije, kinesin-1, izoliran je kao heterotetramerni – brza aksonska organela transportnog motora koja se sastoji od dvije identične motorne podjedinice (KHC) i dva "lahka lanca" (KLC) preko pečišćavanja mikrotubulskog afiniteta neuronskih ekstrakata. Nakon toga su, drugačije usmjereni heterotrimerni plus krajevi, označeni kao kinezin-2, koji sadrže od dva različita KHC vezane motorne podjedinice i dodatnu podjedinicu "KAP", prečišćene do ekstrakta jaja/embriona Echinodermata. a je najpoznatiji je po svojoj ulozi u transportu proteinskog kompleksa (IFT čestice) uz aksoneme tokom biogeneze cilija. Molekulskogenetički i genomski pristupi doveli su do spoznaje da je kinezini čine raznovrsnu natporodicu motora koji su, u eukariota, odgovorni za više unutarćelijskih pokreta . Genom sisara, naprimjer, kodira više 40 kinezinskih proteina, organiziranih u najmanje 14 porodica zvanih, od kinezin-1 do kinezin-14.

## Strutura 
### Sveukupna struktura 
Članovi superfamilije kinezina variraju u veličini, ali prototip – kinezin-1 je heterotetramer čije motorne podjedinice (teški lanci ili KHCS) formiraju proteinski dimer (molekulski par) koji veže dva lahka lanca (KLC).

Teški lanac kinezina-1 sadržui loptastu *glavu* (motorni domen) na kraju amino kraja, priključenu kroz kratki, fleksibilni vratni linker za dršku – dugi, centralni alfa –heliksni spiralno namotani domen – koji završava u C-kraju repnog domena koji ga povezuje sa lahkim lanacims. Peteljkke dva KHCS se prepliću da formiraju spiralnu zavojnicu, što usmjerava dimerizacije dva KHC. U većini slučajeva prevezeni teret se veže za lahke lance kinezina, na TPR motivnu sekvencu PCK, ali u nekim slučajevima teret se veže I za C-krajeve domena teških lanaca.

### Motorni domen kinezina 
Glava kinezina se može shvatiti kao njegov potpis, a njena aminokiselinska sekvenca je dobro konzervirana među različitim kinesinima. Svaka glava ima dva odvojena mjesta vezanja: jedno za mikrotubule i drugo za ATP. ATP veza i hidroliza, kao i oslobađanje ADP mijenjaju konformaciju domena mikrotubulskog vezanja i orijentaciju vrata – lijevo u odnosu na glavu; to dovodi u kretanja kinezina. Nekoliko strukturnih elemenata glave, uključujući centralni domen beta-stranice i prekidač domena I i II, upleteni su kao posrednici u interakcije između dva vezanja i vratnog domena. Kinezini su strukturno srodni sa G protein ima, koji hidroliziraju GTP, umjesto ATP. Nekoliko konstruktivnih elementa su istovjetni se dijele u dvije porodice, posebno Switch I i Switch II domeni.

## Transport tereta  
U ćeliji, male molekule, kao što su plinovi i glukoza difundiraju tamo gdje su potrebne. Velike molekule koje su sintetizirane (ćelijske energane) su prevelike (u citosolu) da bi mogle da se difuzno kreću do svojih odredišta. Ulogu transportera velikih tereta do odredišta imaju motoni protein. Kinezini su motorni proteini koji obavljaju takav transport tereta unidirigiranom “šetnjom “, zajedno sa putevima mikrotubula, hidrolizirajući jednu molekulu adenozin trifosfata (ATP) na svakom koraku. Mislilo se da hidroliza ATP snabdijeva energijom svaki korak, otpuštajući energiju i gurajući je prema glavi sljedećeg mjesta vezanja. Međutim, predloženo je da se glava difundira prema naprijed, a snaga vezanja na mikrotubule je ono što vuče zajednički teret. Pored toga, virusa HIV, naprimjer, kinezin se koristi za taloženje virusnih čestica nakon kompletiranja.
Postoje značajni dokazi da teret, u uvjetima *in vivo*, teret prenosi više motora.

## Pravac kretanja 
Motorni proteini putuju u određenom pravcu duž mikrotubule. To je zato što je mikrotubula polarna, a glava se veže samo na mikrotubule u jednom pravcu, dok vezanje ATP daje svoj pravac na svakom koraku, uz proces poznat kao zipiranje vratnog linkera (na principu “zip-zatvarača” na odjeći, npr.).

Većina kinezina se kreće prema plus kraju mikrotubula što, u većini ćelija, podrazumijeva transport tereta od centra ćelije prema periferiji. Ovaj oblik transporta je poznat kao *anterogradni transport* / ortrogradni transport. Porodica protein kinezina-14, kao što je kod *Drosophila melanogaster*, nezaraznih bolesti, pupoljaka kvasaca KAR3 i *Arabidopsis thaliana* ATK5, idu u suprotnom pravcu, prema minus krajevima mikrotubula.

Poznate su različite vrste proteinskih motora, kao što su dineini, koji se kreću prema minus kraju mikrotubule. Tako se teret transportira sa periferije ćelije prema centru, naprimjer iz vršne dugmadi jednog neuronskog aksona u tijelo ćelije (somu). Ovo je poznato kao *retrogradni transport*.

Cin8, član porodice kinezina-5, ima novu mogućnost prebacivanja smjera. Dokazano je da je usmjerenje na minus kraj (za razliku od ostatka poznatih kinezina) kada su vezani za jednu mikrotubulu, a plus-kraj podešen na umrežavanje antiparalelnih mikrotubula (pritiskom na minus završavaju udaljeni, a povlačenjem plusa - jedni prema drugima). Ovakvo dualno usmjerenje je uočeno u istim uvjetima u kojima slobodne molecule Cin8 kreću prema kraju minus, ali unakrsno povezani Cin8 kreću prema plus krajevima svake umrežene mikrotubule. Predlaže se da je ova jedinstvena sposobnost rezultat stvaranje spojnice sa drugim Cin8 motorima, što pomaže da ispunie ulogu dineina u pupajućem kvascu.

## Predloženi mehanizmi kretanja 
Kinezin ostvaruje transport "hodajući" duž mikrotubule. Za objašnjenje ovog kretanja predložena su dva mehanizma.
* U mehanizmu "dlan-o-dlan”, kinezinske glave naizmjenično idu jedna duž druge (poput traljanja dlanova), u vodećoj poziciji.
*  Mehanizam "glista " podrazumijeva de kinezinska glava uvijek vodi, napreduje korak prije nego što joj priđu prateći dijelovi (poput kretanja kišne gliste).

Uprkos nekim preostalim kontroverzama, eksperimentalni dokazi ukazuju da je prvopomenuti mehanizam vjerovatniji.

Vezanje i hidroliza ATP uzrokuju da kinezin putuje u vidu "mehanizma klackalice" oko tačke nosača. Ovaj mehanizam počiva na zapažanju da je vezanje ATP na ne-nukleotidno, stanje vezanja mikrotubule dovodi do naginjanja domena kinezinskih motora u odnosu na mikrotubule. Prije ovog naginjanja , linker vrata nije u stanju da spoji svoju vezanu motornu glavu prema konformaciji naprijed. Naginjanje koje izaziva ATP, pruža mogućnost za vratni linker da uđe u ovu konformaciju. Ovaj model je baziran na Cryo-EM modeluima mikrotubulski vezanih struktura kinezina koji predstavljaju početak i kraj stanja procesa, ali ne može riješiti precizne detalje tranzicije između struktura.

## Teorijsko modeliranje kinezina 
Predloženi su brojni teorijski modele molekulskih motora kinezinskih proteina. U teorijskim istraživanjima susreću se mnogi izazovi, s obzirom na preostale nesigurnosti o ulozi proteinskih struktura, preciznost način pretvaranja hemijske energije ATP u mehanički rad, kao I uloge kojeimaju termalne fluktuacije. Ovo je prilično aktivno područje istraživanja. Postoji posebna potreba za pristupima koji bolje nalaze vezu sa molekulskom arhitekturom proteina i podaima koji su dobijeni iz eksperimentalnih istraživanja.

## Kinezin i mitoza
U posljednjih nekoliko godina, utvrđeno je da molekulski motori koji počivaju na mikrotubulama (uključujući i broj kinezina) imaju značajnu ulogu u mitozi (tj. ćelijskoj diobi, uopće). Kinezini su važni za pravilnu dužinu diobenog vretena i da budu uključeni i u klizne mikrotubule osim vretena, tokom prometafaze i metafaze, kao i depolizirajuće minus krajeve mikrotubulnih centrosoma tokom anafaza. Posebno, porodica proteia kinezina-5 djeluje unutar odvjenih mikrotubula vretena, dok porodica kinezina 13 djeluje na depolimerizaciju mikrotubula.

Odavno je, međutim, poznato, da kinezini učestvuju u formiranju i regulaciji funkcije, kako niti, tako i poluniti diobenog vretena, odnosno kinetici hromosoma tokom ćelijskih dioba.

## Članovi superfamilije kinezina 
Superfamilija ljudskih kinezina uključije sljedeće proteine, čija je je nomenklatura razvijena i standardizirana u zajednici istraživača kinezina. Razvrstali su u 14 porodica pod nazivima, od kinezin-1 do kinezin-14: 
* 1A – KIF1A, 1B – KIF1B, 1C – KIF1C = kinezin-3
* 2A – KIF2A, 2C – KIF2C = kinesin-13
* 3B – KIF3B or 3C – KIF3C ，3A - KIF3A = kinezin-2
* 4A – KIF4A, 4B – KIF4B = kinezin-4
* 5A – KIF5A, 5B – KIF5B, 5C – KIF5C = kinezin-1
* 6 – KIF6 = kinezin-9 
* 7 – KIF7 = kinezin-4
* 9 – KIF9 = kinezin-9
* 11 – KIF11 = kinezin-5
* 12 – KIF12 = kinesin-12
* 13A – KIF13A, 13B – KIF13B = kinezin-3
* 14 – KIF14 = kinezin-3
* 15 – KIF15 = kinezin-12
* 16B – KIF16B = kinezin-3
* 17 – KIF17 = kinezin-2
* 18A – KIF18A, 18B – KIF18B = kinezin-8
* 19 – KIF19 = kinezin-8
* 20A – KIF20A, 20B – KIF20B = kinezin-6
* 21A – KIF21A, 21B – KIF21B = kinezin-4
* 22 – KIF22 = kinezin-10
* 23 – KIF23 = kinezin-6
* 24 – KIF24 = kinezin-13
* 25 – KIF25 = kinezin-14
* 26A – KIF26A, 26B – KIF26B = kinezin-11
* 27 – KIF27 = kinezin-4
* C1 – KIFC1, C2 – KIFC2, C3 – KIFC3 = kinezin-14

Laki lanci kinezina-1:
* 1 – KLC1, 2 – KLC2, 3 – KLC3, 4 – KLC4

Asocirani proteini kinezina-2:
* KAP-1, KAP3 or KIFAP3

## Također pogledajte
*Dinein
*Kinezin 8
*Kinesin 13
*Molekulski motor
*Proteinski motor

## Reference 
## Dopunska literatura 
*

## Vanjski linkovi
*MBInfo - Kinesin transports cargo along microtubules 
*Animated model of kinesin walking 
*Ron Vale's seminar:"Cytoskeletal Motor Proteins" 
*Animation of kinesin movement ASCB image library
*
*The Inner Life of a Cell, 3D animation featuring a Kinesin transporting a vesicle 
*The Kinesin Homepage
* 3D electron microscopy structures of kinesin from the EM Data Bank(EMDB)

Kategorija:Motorni proteini
Kategorija:EC 3.6.4.4
Kategorija:EC 3.6.4.5