JCB：细胞生物学牛人揭开驱动蛋白的意外功能

　　

生物通报道：驱动蛋白（Kinesins）能够沿着微管移动，是细胞中负责物质运输的马达蛋白。日本东京大学的一项新研究发现，一种驱动蛋白在调控血液胆固醇水平的通路中，起到了出人意料的作用。文章于一月二十七日发表在Journal of Cell Biology杂志上，资深作者是细胞生物学牛人广川信隆（Nobutaka Hirokawa）教授。

在人类基因组中有45种驱动蛋白，KIF13B就是其中之一。这种驱动蛋白在肝脏中含量特别丰富，而KIF13B发生突变会提高小鼠血液中的胆固醇水平。

日本东京大学的研究人员构建了缺乏KIF13B的小鼠模型。他们发现，KIF13B在肝脏细胞中的浓缩位置，就是低密度脂蛋白LDL进入血液的地方，低密度脂蛋白也被称为“坏胆固醇”。

这些低密度脂蛋白通过内吞作用进入细胞，内吞是细胞吸收分子的主要方式。细胞的内吞作用一般由两种途径介导，即细胞膜中的网格蛋白包被小泡，或者细胞膜形成的凹陷（caveolae）。细胞膜受体LRP1负责与LDL结合，然后经上述两种途径使LDL进入细胞。

研究人员发现，LRP1和KIF13B一同出现在细胞膜，而且KIF13B能够将受体和LDL招募到细胞膜形成的凹陷中，由此促进内吞作用。

“网格蛋白介导的内吞已经被人们广为研究，”文章的资深作者广川信隆教授说。“而我们这是首次解析caveolin介导的内化机制。”广川信隆教授是日本最高学术组织学士院的成员，是细胞生物学领域的高产牛人。

令人惊讶的是，上述内吞过程并没有用到KIF13B的马达功能。研究显示，驱动蛋白在细胞膜上作为支架，帮助LRP1与caveolae相连。

“一个马达蛋白能起到支架作用，这令我们感到很意外，”Hirokawa说。“不过，在LRP1内化以后，KIF13B可以行使马达功能运送内吞体（endosome）通过质膜。”

研究人员现在希望了解的是，KIF13B是否也在人体内控制LRP1的内吞和血液中的胆固醇水平。他们猜测，在肝脏以外的其他器官，KIF13B也可以起到类似的作用，对细胞表面的蛋白内吞进行控制。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

KIF13B enhances the endocytosis of LRP1 by recruiting LRP1 to caveolae

Multifunctional low-density lipoprotein (LDL) receptor-related protein 1 (LRP1) recognizes and internalizes a large number of diverse ligands, including LDL and factor VIII. However, little is known about the regulation of LRP1 endocytosis. Here, we show that a microtubule-based motor protein, KIF13B, in an unexpected and unconventional function, enhances caveolin-dependent endocytosis of LRP1. KIF13B was highly expressed in the liver and was localized on the sinusoidal plasma membrane of hepatocytes. KIF13B knockout (KO) mice showed elevated levels of serum cholesterol and factor VIII, and KO MEFs showed decreased uptake of LDL. Exogenous KIF13B, initially localized on the plasma membrane with caveolae, was translocated to the vesicles in the cytoplasm with LRP1 and caveolin-1. KIF13B bound to hDLG1 and utrophin, which, in turn, bound to LRP1 and caveolae, respectively. These linkages were required for the KIF13B-enhanced endocytosis of LRP1. Thus, we propose that KIF13B, working as a scaffold, recruits LRP1 to caveolae via LRP1–hDLG1–KIF13B–utrophin–caveolae linkage and enhances the endocytosis of LRP1.