MINFLUX disecciona el movimiento sin obstáculos de la quinesina-1

Área de la Ciencia:

• La biofísica
• Biología molecular
• Microscopía

Sus antecedentes:

• El estudio de la dinámica de las proteínas requiere una alta precisión espacio-temporal.
• Los métodos anteriores a menudo implicaban etiquetas grandes, que potencialmente perturbaban la función de las proteínas.
• Comprender la mecánica de las proteínas motoras es crucial para los procesos celulares.

Objetivo del estudio:

• Introducir un nuevo microscopio interferométrico MINFLUX para el seguimiento preciso de proteínas.
• Para investigar el mecanismo de paso de la proteína motora kinesin-1.
• Para analizar los cambios conformacionales de la quinesina-1 a concentraciones de ATP cercanas a las fisiológicas.

Principales métodos:

• Desarrollo de un microscopio interferométrico MINFLUX.
• Seguimiento de los movimientos de proteínas utilizando fluoroforos de 1 nanómetro con alta eficiencia fotónica.
• Observación de la quinesina-1 pisando los microtúbulos en las concentraciones fisiológicas de adenosina-5'-trifosfato (ATP).

Principales resultados:

• Se obtiene una precisión espacial-temporal de 1,7 nm/ms, reduciendo significativamente los requisitos de tamaño de la etiqueta.
• Se observaron distintas rotaciones del tallo y las cabezas de la cinesin-1 durante el paso.
• Se determinó que la absorción de ATP se produce con una cabeza unida y la hidrólisis con ambas cabezas unidas.

Conclusiones:

• La microscopia MINFLUX permite el estudio de los cambios de conformación de las proteínas en (sub) milisegundos con una perturbación mínima.
• Elucidaron las etapas clave en el ciclo mecanoquímico de la kinesin-1.
• Proporciona una herramienta poderosa para futuras investigaciones sobre la dinámica de las proteínas.