Kinesin-like protein KIF11
काइनेसिन जैसे प्रोटीन के. आई. एफ. 11 एक आणविक मोटर प्रोटीन है जो माइटोसिस में आवश्यक है। मनुष्यों में इसे केआईएफ11 जीन द्वारा कूटबद्ध किया जाता है। काइनेसिन-सदृश प्रोटीन के. आई. एफ. 11 काइनेसिन सुपरफ़ैमिली का एक सदस्य है, जो नैनोमोटर हैं जो कोशिका में माइक्रोट्यूबुल पटरियों के साथ चलते हैं। खोज के शुरुआती दिनों में अध्ययनों से नामित, इसे इस किनेसिन परिवार के संस्थापक सदस्यों के आधार पर किनेसिन-5, या बिमसी, ईजी5 या एन-2 के रूप में भी जाना जाता है। वर्तमान में, अनुक्रम समानता द्वारा पहचाने जाने वाले 70 से अधिक अलग-अलग यूकेरियोटिक किनेसिन-5 प्रोटीन हैं। इस प्रोटीन परिवार के सदस्य विभिन्न प्रकार के स्पिंडल डायनामिक्स में शामिल होने के लिए जाने जाते हैं और माइटोसिस के लिए आवश्यक हैं। इस जीन उत्पाद के कार्य में गुणसूत्र स्थिति, सेंट्रोसोम पृथक्करण और कोशिका माइटोसिस के दौरान एक द्विध्रुवी धुरी स्थापित करना शामिल है। मानव किनेसिन-5 प्रोटीन का माइटोसिस में इसकी भूमिका और कैंसर के लिए एक चिकित्सीय लक्ष्य के रूप में इसकी क्षमता के लिए सक्रिय रूप से अध्ययन किया गया है। फंक्शन केआईएफ11 (जिसे किनेसिन-5 और ईजी5 के रूप में भी जाना जाता है) एक होमोटेट्रैमर है जो स्पिंडल द्विध्रुवीयता बनाए रखने के लिए माइटोटिक स्पिंडल में एंटी-पैरेलल माइक्रोट्यूबुल्स को क्रॉस-लिंक करता है। मोटर डोमेन या मोटर हेड एन-टर्मिनस पर होता है और ए. टी. पी. हाइड्रोलिसिस करता है और माइक्रोट्यूबुल्स से जुड़ जाता है। काइनेसिन-5 मोटर एक द्विध्रुवीय समस्थानिक संरचना में इकट्ठा होती है जो विरोधी समानांतर उन्मुख सूक्ष्म नलिकाओं के बंडलों को अलग करने में सक्षम है। यह मोटर अधिकांश जीवों में माइटोसिस के लिए आवश्यक है, जिसमें यह माइक्रोट्यूबुल-आधारित माइटोटिक स्पिंडल के स्व-संयोजन में भाग लेती है, लेकिन अन्यथा कोशिका व्यवहार्यता के लिए आवश्यक नहीं है। मोटर स्तनधारी न्यूरोनल प्रक्रियाओं के उचित विकास में भी भूमिका निभा सकती है, जिसमें विकास शंकु नेविगेशन और विस्तार शामिल हैं। माइटोसिस में कार्य अधिकांश यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, काइनेसिन-5 को प्रोफेस और प्रोमेटाफ़ेज़ में विपरीत उन्मुख सूक्ष्म नलिकाओं के जोड़े के बीच क्रॉस-ब्रिज बनाने के लिए सोचा जाता है और माइटोटिक स्पिंडल के गठन के दौरान डुप्लिकेट सेंट्रोसोम को अलग करता है। यह एक स्थिर-अवस्था द्विध्रुवी सूक्ष्मनलिका स्पिंडल संरचना की स्थापना की अनुमति देता है। जानवरों, पौधों और कवक सहित जांच किए गए अधिकांश यूकेरियोटिक जीवों में माइटोसिस की शुरुआत से किनेसिन-5 कार्य का नुकसान, माइटोसिस की विनाशकारी विफलता में परिणाम देता है। माइटोसिस की शुरुआत के दौरान इस मोटर का कार्य महत्वपूर्ण होता है, जिसमें इसके कार्य के नुकसान के परिणामस्वरूप धुरी ध्रुवों का पतन या व्युत्क्रम होता है, जिससे केंद्रीय रूप से स्थित सेंट्रोसोम जोड़े परिधीय संघनित गुणसूत्रों के साथ सूक्ष्म नलिकाओं की एक रेडियल सरणी से घिरे होते हैं। इस प्रभाव का एक अपवाद सूत्रकृमि, सी. एलिगेंस के भीतर माइटोसिस है, जिसमें काइनेसिन-5 माइटोसिस के लिए सख्ती से आवश्यक नहीं है, लेकिन फिर भी कोशिका विभाजन की समग्र निष्ठा पर इसका काफी प्रभाव पड़ता है। कैंसर कोशिका लाइनों पर एक अग्रणी इन विट्रो फेनोटाइपिक स्क्रीनिंग के माध्यम से मानव किनेसिन-5 के छोटे रासायनिक अवरोधकों की खोज ने नए एंटीकैंसर चिकित्सीय एजेंटों और माइक्रोट्यूबुल मोटर प्रोटीन के तंत्र की जांच करने के लिए नए उपकरणों दोनों का विकास किया है। एलोस्टेरिक अवरोधकों के इस टूलकिट का उपयोग माइटोटिक स्पिंडल असेंबली में काइनेसिन-5 की विशिष्ट भूमिका के साथ-साथ मोटर डोमेन फ़ंक्शन के ठीक विच्छेदन की जांच करने के लिए किया गया है। इस काम के माध्यम से यह पाया गया कि स्तनधारी कोशिकाओं में, प्रोफ़ेज़ और प्रोमेटाफ़ेज़ के दौरान माइटोटिक स्पिंडल की प्रारंभिक असेंबली के लिए किनेसिन-5 की आवश्यकता होती है, लेकिन माइटोसिस के एक दौर के दौरान बाद के एनाफ़ेज़ को पार करने के लिए डिस्पेंसेबल है। इसके अलावा, मोटर पर एक एलोस्टेरिक साइट के लिए किनेसिन-5 अवरोधकों का बंधन उस तंत्र को बाधित करता है जिसके द्वारा यह एंजाइम ए. टी. पी. हाइड्रोलिसिस की रासायनिक ऊर्जा को गतिशील सूक्ष्म नलिकाओं के यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करता है, इस प्रकार यह एंजाइम कैसे काम करता है, इस पर अंतर्दृष्टि प्रदान करता है। ऐसे कई मॉडल हैं जो एक संरचनात्मक तत्व के रूप में सूक्ष्मनलिकाओं पर आधारित माइटोटिक स्पिंडल के स्व-संयोजन की व्याख्या करने का प्रयास करते हैं, और उन्हें स्थानांतरित करने और आदेश देने के लिए काइनेसिन-5 सहित सूक्ष्मनलिका मोटरों का एक समूह है। इनमें से कई मॉडल स्पिंडल माइक्रोट्यूबुल्स के भीतर विरोध में कार्य करने वाले मोटर बलों के अनुमानित संतुलन के आधार पर मेटाफ़ेज़ में स्पिंडल की स्थिर स्थिति की व्याख्या करने का प्रयास करते हैं। फिर भी, यह स्पष्ट नहीं है कि क्या स्पिंडल असेंबली के लिए आवश्यक सभी संरचनात्मक तत्व ज्ञात हैं, या किनेसिन-5 सहित मोटरों को स्थान और समय में कैसे विनियमित किया जा सकता है। इस तरह की चेतावनी इस तरह के मॉडल का मूल्यांकन करना मुश्किल बना देती है। हालाँकि, हाल के आंकड़ों से पता चलता है कि 'बल संतुलन' मॉडल के वे पहलू जो स्पिनडल की लंबाई और स्थिरता को माइनस-एंड निर्देशित माइक्रोट्यूबुल स्लाइडिंग और प्लस-एंड निर्देशित माइक्रोट्यूबुल स्लाइडिंग के बीच संतुलन द्वारा मध्यस्थता करने के लिए कीट कोशिकाओं में मोटरों का विरोध करते हैं, स्तनधारी कोशिकाओं में ऐसा नहीं लगता है। माइटोटिक स्पिंडल के स्व-संयोजन की प्रक्रिया कोशिका जीव विज्ञान में एक प्रमुख अनसुलझा प्रश्न बनी हुई है, और एक मजबूत मॉडल विभिन्न माइक्रोट्यूबुल मोटर्स और संरचनात्मक तत्वों के विनियमन और व्यवहार के आगे के विवरण की प्रतीक्षा करता है जो इस मशीनरी की रचना करते हैं। न्यूरॉन्स में कार्य हालांकि कोशिका विभाजन के दौरान सभी कोशिकाओं में किनेसिन-5 की आवश्यकता होती है, लेकिन यह अधिकांश गैर-विभाजित कोशिकाओं के चयापचय में एक प्रमुख भूमिका निभाता प्रतीत नहीं होता है। गैर-विभाजित कोशिकाओं में, किनेसिन-5 न्यूरॉन्स के भीतर सबसे अधिक समृद्ध होता है, जिसमें यह अक्षतंतु और डेंड्राइट में फैले बड़े माइक्रोट्यूबुल बंडलों को सजाता है। उदाहरण के लिए, यह दिखाया गया है कि न्यूरॉन्स काइनेसिन-5 के नॉक-डाउन की पृष्ठभूमि में पूरी तरह से व्यवहार्य रहते हैं, लेकिन न्यूरोनल विकास और मॉर्फोजेनेसिस में परिवर्तन होते हैं। न्यूरॉन्स के विकास में औषधीय अवरोध और के. आई. एफ. 11 के एस. आई. आर. एन. ए. नॉकडाउन के परिणामस्वरूप लंबे अक्षतंतु, अधिक शाखाएं, अक्षतन्तु पीछे हटने के कम मुकाबले और प्रतिकारक सब्सट्रेट के साथ संपर्क को चालू करने के लिए विकास शंकु की अक्षमता होती है। प्रवासी न्यूरॉन्स में, के. आई. एफ. 11 का अवरोध न्यूरॉन्स को एक यादृच्छिक पैटर्न में स्थानांतरित करने और छोटी अग्रणी प्रक्रियाओं का निर्माण करने का कारण बनता है। के. आई. एफ. 15 और के. आई. एफ. 23 की तरह, के. आई. एफ. 11 को अक्षतंतु के साथ द्वि-दिशात्मक रूप से आगे बढ़ने वाले छोटे सूक्ष्म नलिकाओं के एक अवरोधक के रूप में कार्य करने के लिए सोचा जाता है, जो साइटोप्लाज्मिक डाइनिन के लिए विरोधी रूप से बल का प्रयोग करता है। परिपक्व न्यूरॉन्स में, के. आई. एफ. 11 डेंड्राइट में छोटी सूक्ष्म नलिकाओं की गति को प्रतिबंधित करता है, जो डेंड्राइट के विशिष्ट आकार के निर्माण में योगदान देता है। के. आई. एफ. 11 वयस्क पृष्ठीय जड़ गैंग्लियन न्यूरॉन्स में भी व्यक्त किया जाता है, हालांकि बहुत कम स्तर पर। वयस्क न्यूरॉन्स में इसका लघु सूक्ष्मनलिका परिवहन की दर को रोकने पर समान प्रभाव पड़ता है, इसलिए वयस्क के. आई. एफ. 11 का औषधीय अवरोध और एस. आई. आर. एन. ए. नॉकडाउन वयस्क अक्षतन्तु पुनर्जनन के संवर्धन के लिए एक संभावित चिकित्सीय उपकरण हो सकता है। हालांकि, न्यूरोजेनेसिस में काइनेसिन-5 के लिए एक स्पष्ट इन विवो भूमिका स्पष्ट की जानी बाकी है। ध्यान देने योग्य बात यह है कि संभावित कैंसर-रोधी चिकित्सा के लिए काइनेसिन-5 अवरोधकों के हाल के चरण I या चरण II परीक्षणों से गुजरने वाले रोगियों में असामान्य परिधीय न्यूरोपैथी नहीं देखी गई है। कार्यात्मक विनियमन 1995 में, किनेसिन-5 को अपनी सी-टर्मिनल पूंछ के भीतर पोस्ट-ट्रांसलेशनली फॉस्फोराइलेटेड होने के लिए निर्धारित किया गया था। एक बार जब काइनेसिन-5 को प्रारंभिक चरण में इस अवशेष पर फॉस्फोरिलेटेड किया जाता है, तो यह माइटोटिक स्पिंडल में स्थानीयकृत हो जाता है जहां यह माइक्रोट्यूबुल्स से जुड़ जाता है। 2008 में काइनेसिन-5 पूंछ पर एक अतिरिक्त फॉस्फोसाइट की पहचान की गई थी, हालांकि, कुल माइक्रोट्यूब्यूल से जुड़े काइनेसिन-5 का केवल लगभग 3 प्रतिशत इस अवशेषों पर फॉस्फोरिलेटेड है। जबकि किनेसिन-5 पूंछ, डंठल और मोटर के भीतर अतिरिक्त फॉस्फोसाइट या अन्य अनुवाद के बाद के संशोधनों की पहचान की गई है, माइटोसिस में अपने आवश्यक कार्यों को करने के लिए किनेसिन-5 के लिए कोई अन्य संशोधन आवश्यक साबित नहीं हुआ है। किनेसिन-5 को अन्य प्रोटीनों के साथ सीधे संपर्क के माध्यम से भी नियंत्रित किया जाता है। माइक्रोट्यूबुल-संबंधित प्रोटीन, टी. पी. एक्स. 2, माइटोसिस में काइनेसिन-5 के साथ संबद्ध होता है। माइटोटिक स्पिंडल में काइनेसिन-5 के स्थानीयकरण के लिए, स्पिंडल को स्थिर करने के लिए और स्पिंडल पोल पृथक्करण के लिए उनकी अंतःक्रिया आवश्यक है। किनेसिन-5 को डायनेक्टिन सबयूनिट पी150ग्लुएड के साथ-साथ विवो और इन विट्रो में कई अन्य कोशिका चक्र से संबंधित प्रोटीनों के साथ बातचीत करने के लिए दिखाया गया है, हालांकि, यह पुष्टि करने के लिए अतिरिक्त प्रयोग की आवश्यकता है कि किनेसिन-5 के सामान्य रूप से कार्य करने के लिए उनका संबंध आवश्यक है। आणविक तंत्र ए. टी. पी. हाइड्रोलिसिस काइनेसिन-5, सभी मोटर प्रोटीनों की तरह, पानी के अणु का उपयोग करके ए. टी. पी. को ए. डी. पी. और अकार्बनिक फॉस्फेट में तोड़ता है, और रासायनिक ऊर्जा को सूक्ष्म नलिकाओं के साथ बल और गति में परिवर्तित करता है। गतिज प्रयोगों से पता चलता है कि उत्प्रेरण में मध्यवर्ती चरण कितनी तेजी से होते हैं और काइनेसिन-5 गतिविज्ञान पर अध्ययन का सबसे व्यापक सेट मानव प्रोटीन पर किया गया है। विभिन्न उत्प्रेरक मध्यवर्ती अवस्थाओं में किनेसिन-5 की संरचना को मापने के लिए एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी, क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और रियल-टाइम इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग किया गया है। उत्प्रेरक सक्रिय स्थल में जैव रासायनिक परिवर्तनों को कोशिकीय गति के लिए आवश्यक बड़े आंदोलनों में बदलने और बढ़ाने के लिए माध्यमिक संरचना, या संरचनात्मक परिवर्तन में परिवर्तन की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, ए. टी. पी. हाइड्रोलिसिस का पहला चरण, जो कि पानी के अणु द्वारा ए. टी. पी. के अंतिम फॉस्फेट का हमला है, हाल ही में किनेसिन-5 में किसी भी किनेसिन प्रोटीन में एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी द्वारा नहीं देखा गया था। इस क्रिस्टल संरचना से पता चला कि एक नहीं, बल्कि दो, पानी के अणु थे और वे एक दूसरे के साथ घनिष्ठ संबंध में हैं। एक दो-जल उत्प्रेरक मॉडल को वास्तविक समय में और एक अलग उप-परिवार में एक किनेसिन प्रोटीन में किनेसिन-5 उत्प्रेरण को ट्रैक करने के लिए एक वैकल्पिक विधि द्वारा प्रस्तावित और पुष्टि की गई थी। दो-जल उत्प्रेरक मॉडल को एक अलग मोटर प्रोटीन, मायोसिन में भी प्रस्तावित किया जाता है, और इसकी एक क्रिस्टल संरचना में प्रयोगात्मक रूप से देखा जाता है। यांत्रिक गुण काइनेसिन-5 परिवार का एंटीपैरल टेट्रामेरिक संगठन मूल रूप से अन्य काइनेसिनों के बहुमत से अलग है जो डायमर हैं, जैसे कि अच्छी तरह से विशेषता वाले पारंपरिक काइनेसिन-1 (केआईएफ5बी)। पारंपरिक किनेसिन इस तरह से डिमेराइज़ होता है कि उत्प्रेरक (हेड) डोमेन परिसर के एक छोर पर एक साथ होते हैं ताकि एक माइक्रोट्यूब्यूल के साथ हैंड-ओवर-हैंड मूवमेंट को सुविधाजनक बनाया जा सके जो सेलुलर कार्गो के लंबी दूरी, निर्देशित परिवहन को सक्षम बनाता है। किनेसिन-5 प्रोटीन की अनूठी असेंबली न केवल एक अलग सेलुलर फ़ंक्शन (एंटीपैरलल माइक्रोट्यूब्यूल स्लाइडिंग, ऊपर वर्णित) के लिए प्रोटीन कॉम्प्लेक्स को व्यवस्थित करती है, बल्कि डायमेरिक किनेसिन के लिए डिज़ाइन किए गए शास्त्रीय प्रयोगों का उपयोग करके मोटर के यांत्रिक गुणों का अध्ययन करना भी मुश्किल बना देती है। इन बाधाओं को या तो काइनेसिन-5 के टेट्रामेरिक संगठन का विश्लेषण करने के लिए मूल प्रयोगों को अनुकूलित करके, या छोटे काइनेसिन-5 प्रोटीन के साथ काम करके दूर किया गया है जो पारंपरिक काइनेसिन जैसे डाइमर बनाते हैं। काइनेसिन-5 गतिशीलता के विश्लेषण का सबसे आश्चर्यजनक परिणाम यह है कि यह 50 नैनोमीटर प्रति सेकंड की सीमा में वेग के साथ धीमा है-पारंपरिक काइनेसिन-1 की तुलना में लगभग 10 गुना धीमा है और यह बहुत उच्च स्तर का यांत्रिक बल (7-9 पिको न्यूटन प्रति अणु) उत्पन्न कर सकता है। ये मान तीन प्रकार के प्रयोगात्मक डेटा से आते हैंः माइक्रोट्यूबुल ग्लाइडिंग परख, एकल अणु गतिशीलता परख और ऑप्टिकल ट्रैप परख। माइक्रोट्यूबुल ग्लाइडिंग परख में, काइनेसिन एक कांच की सतह से जुड़े होते हैं और माइक्रोट्यूबुल्स को शीर्ष पर रखा जाता है। चूँकि मोटरें कांच से जुड़ी होती हैं, इसलिए उनका गतिशील व्यवहार लंगर डाले हुए किनेसिन के पार माइक्रोट्यूबुल की गति में बदल जाता है, जो किसी भीड़ सर्फिंग के समान है। इन प्रयोगों ने हमें काइनेसिन-5 गतिशीलता का पहला विश्लेषण दिया। पहले कांच की सतह पर सूक्ष्मनलिकाओं को जोड़कर, फिर विलयन में मुक्त सूक्ष्मनलिकाओं के साथ किनेसिन-5 को जोड़कर, सूक्ष्मनलिका ग्लाइडिंग परखों को यह दिखाने के लिए अनुकूलित करना संभव था कि किनेसिन-5 दो सूक्ष्मनलिकाओं को पार कर सकता है और उन्हें विपरीत दिशाओं में ले जा सकता है। इस प्रयोग से पता चला कि काइनेसिन-5 वास्तव में उस भूमिका को निभाने में सक्षम था जो माइटोसिस में इसके लिए प्रस्तावित की गई थी-माइटोटिक स्पिंडल में विपरीत रूप से उन्मुख सूक्ष्म नलिकाओं को खिसकाना। अलग-अलग किनेसिन-5 अणुओं के व्यवहार का अध्ययन करने के लिए, एकल अणु गतिशीलता परख का प्रदर्शन एक कांच की सतह पर सूक्ष्म नलिकाओं को जोड़कर किया गया था, फिर एक फ्लोरोफोर के साथ किनेसिन-5 का एक पतला घोल जोड़ा गया था। यह प्रयोगात्मक व्यवस्था पर्यवेक्षक को अलग-अलग काइनेसिन-5 अणुओं का अनुसरण करने में सक्षम बनाती है क्योंकि वे सूक्ष्म नलिका के साथ "चलते" हैं, जो न केवल वेग के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं, बल्कि प्रक्रिया के बारे में भी जानकारी प्रदान करते हैं-एक काइनेसिन की सूक्ष्म नलिका के साथ बिना अलग हुए कई कदम उठाने की क्षमता। इस सेटअप में काइनेसिन-5 ने द्वि-दिशात्मकता दिखाई है। इस प्रकार यह दोनों दिशाओं में "चल" सकता है। दिशा बदलने को उच्च परिशुद्धता के साथ नियंत्रित किया जाता है। एकल अणु गतिशीलता परख में, काइनेसिन-5 के लिए वेग माइक्रोट्यूबुल ग्लाइडिंग परख में देखे गए वेगों के समान थे, और मोटर को कमजोर रूप से प्रक्रियात्मक देखा गया था। ऑप्टिकल ट्रैप प्रयोगों में, किनेसिन-5 अणु एक मनका से जुड़े होते हैं जिसे एक बारीक केंद्रित लेजर द्वारा रखा जा सकता है। मनका को माइक्रोट्यूबुल के करीब ले जाकर, काइनेसिन माइक्रोट्यूबुल से जुड़ सकता है और मनका को पीछे खींचते हुए कदम रखना शुरू कर सकता है। चूँकि मनका ट्रैप लेजर द्वारा जगह पर रखा जा रहा है, यह एक स्प्रिंग की तरह काम करता है और एक बल लगाता है जो किनेसिन की आगे की गति का विरोध करता है। यह स्टाल बल को मापने की अनुमति देता है-बल की अधिकतम मात्रा जो एक मोटर द्वारा माइक्रोट्यूबुल से निकलने से पहले लगाई जा सकती है। ऑप्टिकल ट्रैप प्रयोगों से पता चला कि किनेसिन-5 छोड़ने से पहले अधिकतम 7 पिको न्यूटन बल उत्पन्न करता है, लेकिन इसका व्यवहार अन्य किनेसिन से अलग है क्योंकि कोई अवलोकन योग्य पठार चरण नहीं था जिसमें मोटर जाने देने से पहले अपने अधिकतम बल उत्पादन पर "संघर्ष" करती है। काइनेटिक डेटा के एक्सट्रापोलेशन से पता चलता है कि काइनेसिन-5 द्वारा ऑप्टिकल ट्रैप में उत्पन्न अधिकतम प्रेक्षित बल वास्तव में कम आंका गया है और यह सैद्धांतिक रूप से अधिकतम 9 पिको न्यूटन तक बल लगा सकता है, हालांकि इसका परीक्षण करने के लिए आगे प्रयोगात्मक कार्य की आवश्यकता है। के. आई. एफ. 11 के औषधीय अवरोधकों को कैंसर के उपचार में कीमोथेरेपीटिक एजेंटों के रूप में विकसित किया गया है। दवाएँ जो विशेष रूप से केवल मानव किनेसिन-5 को रोकती हैं, वे टैक्सेन और विंक एल्कलॉइड के विकल्प हैं जो सूक्ष्म नलिकाओं को लक्षित करते हैं, और इस प्रकार सभी कोशिकाएँ, और जिनका वर्तमान में चिकित्सकीय रूप से उपयोग किया जाता है। काइनेसिन-5 के अवरोध के कारण कोशिकाएं माइटोटिक गिरफ्तारी से गुजरती हैं, एपोप्टोसिस से गुजरती हैं और मोनोएस्टर स्पिंडल बनाती हैं। पहला के. आई. एफ. 11 अवरोधक, मोनास्ट्रॉल को कोशिका पारगम्य यौगिकों के एक बड़े पुस्तकालय के रासायनिक पटल में खोजा गया था। तब से, वैज्ञानिक साहित्य में एलोस्टेरिक अवरोधकों के 100 से अधिक विभिन्न रासायनिक वर्गों की पहचान की गई है और उनमें मानव किनेसिन-5 के खिलाफ शक्ति की एक विस्तृत श्रृंखला है। आम केआईएफ11 अवरोधकों में शामिल हैंः मोनास्ट्रॉल, एस-ट्राइटल-एल-सिस्टीन (एसटीएलसी), एचआर22सी16, और सीके0106023। अधिकांश मानव किनेसिन-5 अवरोधक चयनात्मक होते हैं, क्योंकि वे एक दवा 'हॉट स्पॉट' से जुड़ते हैं, जो α2 और α3 हेलिक्स के अवशेषों और मोटर डोमेन की सतह पर एक लचीले L5 लूप से बना होता है। इस एल5 लूप में सुपर फैमिली के भीतर काइनेसिन-5 ऑर्थोलॉग और अन्य काइनेसिन के बीच उच्च अनुक्रम परिवर्तनशीलता है। मानव किनेसिन-5 में एल5 लूप अवरोधक के चारों ओर बंद हो जाता है और अवरोधक के अभाव में खुला रहता है। ये संरचनात्मक परिवर्तन उत्प्रेरक सक्रिय स्थल में अन्य परिवर्तनों के साथ सहसंबद्ध हैं। मानव किनेसिन-5 मोटर डोमेन में अवरोधक बंधन के अन्य स्थलों की पहचान की गई है। एल5 पॉकेट से जुड़ने वाले अवरोधकों के लिए, अवरोध का तंत्र यह है कि वे उत्प्रेरक सक्रिय स्थल से एडीपी रिलीज को धीमा करते हैं और एटीपी-निर्भर दिशात्मक गति को रोकते हैं। हालांकि, माइक्रोट्यूबुल्स के साथ किनेसिन-5 द्वारा पहले से अज्ञात प्रसार गति का पता तब चला जब मोनास्ट्रॉल ने मोटर डोमेन को बाधित किया। छोटे अणु अवरोधक न केवल कोशिकाओं में नैनोमोटर को समझने के लिए महत्वपूर्ण उपकरण हैं; उनमें क्लिनिक में उपकरण के रूप में काम करने की क्षमता भी है। मानव किनेसिन-5 अवरोधकों द्वारा प्रेरित, माइटोटिक गिरफ्तारी के परिणामस्वरूप कुछ ट्यूमर कोशिका रेखाओं और मानव ट्यूमर ज़ेनोग्राफ्ट मॉडल में एपोप्टोसिस होता है। इन आशाजनक पूर्व-नैदानिक अध्ययनों के साथ, इस्पिनेसिब (एस. बी.-715992; साइटोकाइनेटिक्स/जी. एस. के.), साइटोकाइनेटिक्स/जी. एस. के. से एस. बी.-743921, मर्क से एम. के.-0731, फिलानेसिब (ए. आर. आर. वाई.-520) (ऐरे बायोफार्मा), और लिट्रोनेसिब (एल. वाई. 2523355) (एली लिली) ने नैदानिक परीक्षणों में प्रवेश किया है। हालांकि दूसरी पीढ़ी के किनेसिन-5 अवरोधकों को बेहतर सफलता मिली है, लेकिन किसी को भी पूरी तरह से विकसित और कैंसर-रोधी उपचार के रूप में विपणन नहीं किया गया है। मानव किनेसिन-5 में एल5 पॉकेट (एल5, α2, और α3) में विशिष्ट अवशेषों की भूमिका का परीक्षण किया गया है, लेकिन अभी तक व्यवस्थित रूप से इसका पता नहीं लगाया गया है। इन उत्परिवर्तन प्रयोगों का प्रारंभिक लक्ष्य यह निर्धारित करना था कि दवा के विकास में किन अवशेषों का सबसे अधिक औषधीय महत्व है। उदाहरण के लिए, के. आई. एफ. 11 जीन में उत्परिवर्तन मोनास्ट्रॉल और एस. टी. एल. सी. जैसे अवरोधकों के लिए माइटोटिक कोशिका रेखाओं का प्रतिरोध व्यक्त करते हैं। उदाहरण के लिए, अवरोधक बाइंडिंग पॉकेट में बिंदु उत्परिवर्तन, R119A, D130A, L132A, I136A, L214A और E215A मोनास्ट्रॉल को प्रतिरोध प्रदान करते हैं, जबकि R119A, D130A और L214A उत्परिवर्तन STLC को प्रतिरोध प्रदान करते हैं। लॉस-ऑफ-फंक्शन प्रयोगों के विपरीत, ड्रोसोफिला किनेसिन-5 का उपयोग करते हुए एक गेन-ऑफ-फंक्शन प्रयोग से पता चला कि सभी एल5-निर्देशित अवरोधक किनेसिन-5 मोटर डोमेन के भीतर एलोस्टेरिक रूप से उसी तरह से संवाद नहीं करते हैं। उत्परिवर्तन अध्ययन का दूसरा उद्देश्य यह समझना है कि केवल एक अवशेष को बदलने से कोशिकाओं में दवा प्रतिरोध कैसे प्रदान किया जाता है। अवरोधक-बाध्यकारी जेब में ये परिवर्तन किनेसिन-5 मोटर डोमेन के केंद्रीय बीटा-शीट के संरचनात्मक संशोधन, या मोड़ के साथ सहसंबद्ध हैं। इस तरह, एल5 लूप सीधे न्यूक्लियोटाइड बाइंडिंग को नियंत्रित करने में सक्षम हो सकता है और बीटा-शीट ट्विस्ट आसन्न माइक्रोट्यूबुल-बाइंडिंग साइट में हेरफेर कर सकता है। यह समझा सकता है कि कैसे ट्यूमर कोशिकाएं तेजी से केआईएफ11 अवरोधकों के लिए दवा-प्रतिरोधी बन सकती हैं। मानव उत्परिवर्तन केआईएफ11 उत्परिवर्तन को कैंसर में व्यापक रूप से वर्णित किया गया है, और केआईएफ11 अवरोधकों के साथ कई परीक्षण जारी हैं। नैदानिक महत्व केआईएफ11 में जर्मलाइन उत्परिवर्तन कोरिओरेटिनोपैथी, लिम्फेडेमा, या मानसिक मंदता (एमसीएलएमआर) के साथ या उसके बिना माइक्रोसेफली का कारण बनता है। इस सिंड्रोम को परिवर्तनीय अभिव्यक्ति के साथ एक ऑटोसोमल प्रमुख विकार के रूप में देखा जाता है लेकिन यह छिटपुट भी हो सकता है। यह हल्के से गंभीर माइक्रोसेफली की विशेषता है, जो अक्सर विकासात्मक देरी, नेत्र दोष और लिम्फेडेमा से जुड़ा होता है, आमतौर पर पैरों के पृष्ठभाग पर। रोगियों के फेनोटाइपिक मूल्यांकन (एन = 87) में 91 प्रतिशत में माइक्रोसेफली, 72 प्रतिशत में आंखों की विसंगतियां, 67 प्रतिशत में बौद्धिक अक्षमता और 47 प्रतिशत रोगियों में लिम्फेडेमा का पता चला। अप्रभावित वाहक दुर्लभ थे (87 में से 4ः 5 प्रतिशत)। निदान के लिए पारिवारिक इतिहास आवश्यक नहीं है; 31 प्रतिशत (52 में से 16) नए मामले थे। सभी वंशानुगत मामले, और एम. सी. एल. एम. आर. के 50 प्रतिशत छिटपुट मामले जर्मलाइन के. आई. एफ. 11 उत्परिवर्तन के कारण हैं। टिप्पणियाँ संदर्भ आगे पढ़ने के लिए बाहरी लिंक ब्लॉक, स्टीवन गिल्बर्ट, सुसान कपूर, तरुण किम, सुन्योंग कोज़िल्स्की, फ्रैंक मूर्स, कैरोलिन राइस, सारा रोसेनफेल्ड, स्टीवन वोजिक, एडवर्ड वर्थलेक, डेविड