【正确答案】分子马达(molecular motor),主要是指依赖于微管的驱动蛋白、动力蛋白和依赖于微丝的肌球蛋白这三类蛋白超家族的成员。它们既能与微管或者微丝结合,又能与一些细胞器或膜状小泡特异性结合,并利用水解ATP所产生的能量有规则地沿微管或微丝等细胞骨架纤维运输所携带的“货物”。
(1)肌球蛋白是与微丝相关的一类分子马达。其共同特征是都含有一个作为马达结构域的头部。其马达结构域包含一个微丝结合位点和一个具有ATP酶活性的ATP结合位点。①Ⅱ型肌球蛋白存在于多种细胞,包含2条重链和4条轻链。头部即马达结构域,尾部主要起结构作用。Ⅱ型肌球蛋白尾尾相接所构成的双极纤维能介导相邻的微丝相互滑动。②Ⅰ型肌球蛋白头部亦为马达结构域,在ATP存在时可沿微丝运动。其尾部结构域具有多样性,能与多种细胞组分结合,通过头部驱动或细胞质膜作相对于微丝的运动。Ⅴ型肌球蛋白是二聚体马达蛋白,具有两个头部,交替与微丝结合可以确保整个分子以及所运载的“货物”始终不与微丝脱离。
(2)驱动蛋白是一类蛋白质超家族,与微管相关。通常由2条重链和2条轻链组成,它们共有一保守的“马达”域,内有ATP结合位点和微管结合位点。马达结构域在重链的N端,介导物质向微管的正极运动;而另一些少数驱动蛋白的马达结构域在重链的C端,介导物质向微管的负极运动。
驱动蛋白的马达结构域具有两个重要的功能位点:①ATP结合位点;②微管结合位点。有关驱动蛋白沿微管运动的分子模型有两种:步行模型和尺蠖爬行模型。大多数学者承认步行模型:驱动蛋白的两个球状头部交替向前,每水解一分子ATP,落在后面的那个马达结构域将移动两部的距离,即16nm,并循环该过程。
(3)动力蛋白是马达蛋白中最大、移动速度最快的成员:①轴丝动力蛋白,在纤毛与鞭毛中发现,与纤毛和鞭毛的运动相关;②胞质动力蛋白,在真核细胞胞质内发现,与细胞内介导微管从正极向负极端的膜泡运输以及有丝分裂动粒和纺锤体的共定位有关。
动力蛋白由2条或3条重链,多条轻链及中间链组成。其马达结构域位于重链C端,轴丝动力蛋白有3个马达结构域,胞质动力蛋白有2个马达结构域。
【答案解析】