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在神經(jīng)元細(xì)胞中已觀察到鋅水平的變化，鋅有可能改變神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；然而，鋅引起的下游效應(yīng)的確切機(jī)制尚未被闡明。Minckley T. 等人最近的研究發(fā)現(xiàn)，微管蛋白是鋅調(diào)節(jié)神經(jīng)元功能的一個(gè)重要靶點(diǎn)。初步的活細(xì)胞成像研究表明，鋅水平的增加會(huì)導(dǎo)致溶酶體和線粒體的運(yùn)動(dòng)的明顯減少。由于這些細(xì)胞器的運(yùn)輸是由驅(qū)動(dòng)蛋白促進(jìn)的，因此作者研究了鋅是否影響了這些驅(qū)動(dòng)蛋白。他們通過inducible cargo trafficking實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)鋅確實(shí)能直接抑制KIF5A驅(qū)動(dòng)蛋白的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步的分析表明，雖然驅(qū)動(dòng)蛋白的運(yùn)動(dòng)在鋅的作用下減弱了，但運(yùn)動(dòng)能力的降低并不是由于微管蛋白的不穩(wěn)定或KIF5A從微管蛋白上脫落造成的。這些發(fā)現(xiàn)得到了體外TIRF試驗(yàn)的支持，該試驗(yàn)評(píng)估了鋅存在時(shí)微管蛋白和驅(qū)動(dòng)蛋白之間的相互作用。然后，他們利用鋅滴定測(cè)定實(shí)驗(yàn)來獲得KIF5A ATPase的活性，發(fā)現(xiàn)皮摩爾水平的鋅促進(jìn)了活性；然而，一旦鋅達(dá)到納摩爾水平，ATPase的活性就會(huì)降低。由此發(fā)現(xiàn)，在較高水平下，鋅分子會(huì)直接與微管蛋白相互作用，甚至?xí)龠M(jìn)微管蛋白聚合。結(jié)合的鋅會(huì)影響微管蛋白和一些微管結(jié)合蛋白（MAPs）之間的相互作用，比如tau和雙皮質(zhì)素。這些發(fā)現(xiàn)表明，鋅可能在神經(jīng)細(xì)胞的微管調(diào)節(jié)、運(yùn)動(dòng)功能和細(xì)胞器運(yùn)輸中具有重要的功能。Cytoskeleton公司純化的 KIF5A 蛋白(Cat. # KR01-A)對(duì)于研究鋅如何控制運(yùn)動(dòng)蛋白和軸突運(yùn)輸至關(guān)重要。

上圖：微管蛋白的3D蛋白質(zhì)模型，預(yù)測(cè)與鋅相互作用的特定氨基酸被突出顯示。（圖改編自 Minckley T. et al. JCB 2023）

參考文獻(xiàn)：

1.Minckley T. et al. Zn2+ decoration of microtubules arrests axonal transport and displaces tau, doublecortin, and MAP2C. J Cell Biol. 2023 Aug 7;222(8):e202208121. doi: 10.1083/jcb.202208121. Epub 2023 Jun 16.

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