综述:KIF14作为微管/F-肌动蛋白双结合蛋白在胞质分裂中的作用

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Cytoskeleton 1.6

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  这篇综述系统阐述了驱动蛋白家族成员KIF14通过其独特的结构域(NTE、MD、CC1-4、FHA)协调微管(MT)与F-肌动蛋白(F-actin)的双重结合能力,在胞质分裂中发挥核心作用。文章重点解析了KIF14与PRC1、CIT-K、SVIL等因子的互作网络,及其受Nek7磷酸化调控的时空动力学特征,为理解细胞分裂终末事件提供了新视角。

  

结构与运动特性

KIF14作为kinesin-3家族成员,具有1674个氨基酸的模块化结构。其N端延伸区(NTE)含内在无序区(IDR),随后是经典的ATP酶马达结构域(MD)、柔性颈区(NL)和四个卷曲螺旋二聚化段(CC1-4)。C端叉头相关(FHA)结构域通过磷酸化依赖的相互作用参与调控。冷冻电镜研究揭示,KIF14的颈区与马达结构域耦合,将ATP水解与运动偶联。单分子实验证实,IDR赋予KIF14超持续性运动能力,使其能在密集的微管网络中穿行。这种自主的plus端追踪能力不依赖传统末端结合蛋白,并能交叉滑动反平行微管,为后期纺锤体微管组织奠定基础。

双细胞骨架结合特性

KIF14的独特之处在于同时结合微管和F-肌动蛋白的能力。其N端尾部含有短肌动蛋白结合基序,与微管结合马达结构域空间分离,实现双系统协同。在细胞中,部分KIF14与收缩性肌动球蛋白环共定位,直接桥接中区微管与收缩环。这种双重结合既稳定了分裂沟的机械耦合,又通过马达活动将胞质分裂调节因子靶向运输至分裂位点。

时空动态定位

KIF14在早期有丝分裂中主要呈胞质分布,进入后期后迅速募集至中央纺锤体和分裂沟,与PRC1等组分共定位。高分辨率成像显示,KIF14定位于中体核心区域,与MKLP1/KIF23重叠但排除中体环。蛋白质组学分析证实KIF14是持久存在于中体的核心组分,其稳定性显著高于Aurora B等瞬时蛋白,这种特性通过USP36/USP9X等去泛素化酶的保护得以维持。

磷酸化调控网络

Nek7介导的KIF14 C端磷酸化暴露FHA结构域,使其能够结合并运输Citron激酶(CIT-K)至分裂沟。这一通路连接了纺锤体组织与RhoA驱动的收缩性。同时,PLK1对SVIL Ser238位点的磷酸化促进其与PRC1互作,而KIF14通过尾部(1522-1648残基)结合SVIL,形成局部收缩力生成枢纽。KIF14-PRC1复合物作为非分支交联剂,通过滑动反平行微管维持中区稳定性。

癌症治疗潜力

KIF14在多种实体瘤(乳腺癌、胶质母细胞瘤等)中过表达,通过激活AKT通路和抑制p27Kip1/p21促进基因组不稳定。RNAi沉默KIF14可诱导G2/M阻滞和凋亡,并使耐药肿瘤重新敏感化。其双重功能(微管重塑+信号因子递送)和癌症特异性依赖特征,使其成为极具潜力的治疗靶点。

未解之谜与展望

尽管已取得重要进展,KIF14与PRC1/CIT-K结合的精细结构基础、不同磷酸化状态的构象变化,以及与centralspindlin复合物的协同机制仍需深入探索。这些研究将进一步完善对细胞终极切割事件的理解,并为相关疾病干预提供新策略。

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