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Merck

Intrinsically Disordered Domain of Kinesin-3 Kif14 Enables Unique Functional Diversity.

Current biology : CB (2020-07-11)
Ilia Zhernov, Stefan Diez, Marcus Braun, Zdenek Lansky
ZUSAMMENFASSUNG

In addition to their force-generating motor domains, kinesin motor proteins feature various accessory domains enabling them to fulfill a variety of functions in the cell. Human kinesin-3, Kif14, localizes to the midbody of the mitotic spindle and is involved in the progression of cytokinesis. The specific motor properties enabling Kif14's cellular functions, however, remain unknown. Here, we show in vitro that the intrinsically disordered N-terminal domain of Kif14 enables unique functional diversity of the kinesin. Using single molecule TIRF microscopy, we found that Kif14 exists either as a diffusible monomer or as processive dimer and that the disordered domain (1) enables diffusibility of the monomeric Kif14, (2) renders the dimeric Kif14 super-processive and enables the kinesin to pass through highly crowded areas, (3) enables robust, autonomous Kif14 tracking of growing microtubule tips, independent of microtubule end-binding (EB) proteins, and (4) is sufficient to enable crosslinking of parallel microtubules and necessary to enable Kif14-driven sliding of antiparallel ones. We explain these features of Kif14 by the observed diffusible interaction of the disordered domain with the microtubule lattice and the observed increased affinity of the disordered domain for GTP-bound tubulin. We suggest that the disordered domain tethers the motor domain to the microtubule providing a diffusible foothold and a regulatory hub, tuning the kinesin's interaction with microtubules. Our findings thus exemplify pliable protein tethering as a fundamental mechanism of molecular motor regulation.

MATERIALIEN
Produktnummer
Marke
Produktbeschreibung

Sigma-Aldrich
HEPES, ≥99.5% (titration)
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Sigma-Aldrich
Natriumphosphat Monohydrat, ACS reagent, ≥98%
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Sigma-Aldrich
TWEEN® 20, viscous liquid
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Sigma-Aldrich
Kaliumhydroxid, reagent grade, 90%, flakes
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Sigma-Aldrich
Pluronic® F-127, powder, BioReagent, suitable for cell culture
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Sigma-Aldrich
2-Mercaptoethanol, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
Natriumchlorid, anhydrous, Redi-Dri, free-flowing, ACS reagent, ≥99%
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Sigma-Aldrich
LB-Bouillon (Lennox), Highly-referenced microbial growth powder medium, low salt, suitable for salt-sensitive E.coli culture.
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Sigma-Aldrich
Kaliumchlorid, Molecular Biology, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
Glucose-Oxidase aus Aspergillus niger, Type VII, lyophilized powder, ≥100,000 units/g solid (without added oxygen)
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Sigma-Aldrich
D-(+)-Glukose, ≥99.5% (GC), BioXtra
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Sigma-Aldrich
Methylzellulose, viscosity: 4,000 cP
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Sigma-Aldrich
PIPES, ≥99% (titration)
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Sigma-Aldrich
DL-Dithiothreitol, ≥99.0% (RT)
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Sigma-Aldrich
Natriumphosphat, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
Magnesiumchlorid Hexahydrat, BioXtra, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
Ethylenglykol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N′,N′-Tetraessigsäure, ≥97.0%
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Sigma-Aldrich
Anti-Biotin antibody produced in goat, affinity isolated antibody, lyophilized powder
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Sigma-Aldrich
Monoklonales Anti-β-Tubulin-I in Maus hergestellte Antikörper, clone SAP.4G5, ascites fluid
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