Extended Kinesins Undergo Futile Cy

Extended Kinesins Undergo Futile Cycles of ATP Hydrolysis

The ATPase and velocity data described above suggested that extended kinesins undergo “futile” ATPase cycles, hydrolysis events that do not lead to forward movement. We searched for additional evidence of such uncoupling by performing a fluctuation analysis of dwell times in between steps, which yields a randomness parameter, “r” (Schnitzer and Block, 1997) (Supplemental Text). An r value of 0 reflects a constant dwell time between steps, whereas r values of 1 and 0.5 are expected for motors with one and two rate-limiting transitions per step, respectively. Our dwell time analysis of WT kinesin (one head labeled) at low ATP revealed an r of 0.57 (Figure 3A, inset), reflecting the expected two successive ATP-binding events that occur between 16 nm steps (the head takes a 16 nm step during one ATP binding or turnover, but remains stationary during the next cycle while its partner head is moving). In contrast, the extended kinesins showed larger fluctuations of their dwell times (r = 0.97–1.01), which is most likely caused by a lower stepping probability per ATP-binding event (Schnitzer and Block, 1995). These data indicate that extended kinesin motors often fail to step forward after binding or hydrolyzing ATP, in contrast to WT kinesin. In addition, a histogram of WT kinesin dwell periods can be fit well to a convolution of two exponentials, as expected from a tight coupling of ATP binding to hand-over-hand movement of the heads (Yildiz et al., 2004). However, extended kinesins display an additional population of very long dwells, which likely reflects impaired coupling of ATP hydrolysis to a mechanical step (Figure S7).

結果 (中文) 1:

扩展动蛋白进行的ATP水解的徒劳循环
ATP酶和速度数据，上述建议，延长动蛋白进行“徒劳”ATP酶的周期，水解事件不会导致向前运动。我们寻找这样的解偶联的其他证据进行波动分析步骤之间的停留时间，这将产生一个随机参数，“R”（Schnitzer的块，1997）（补充文本）。一个0的r值反映固定步骤之间的停留时间，而预计，用于带一个和两个限速每步的转换，分别为1和0.5的r值。我们的停留时间分析的重量动蛋白（单头标记）在低ATP R为0.57（图3a，插图）透露，反映了预期的连续两个ATP结合16纳米步骤（头需要一个ATP结合或营业额的16纳米台阶，但在下一个周期中保持静止，而其伙伴磁头移动）之间发生的事件。与此相反，在扩展的驱动蛋白表现出较大的波动，其停留时间相关（r = 0.97-1.01），这是最有可能造成较低的步进每ATP结合事件的概率（Schnitzer的块，1995年）。这些数据表明，扩展驱动蛋白马达结合或水解ATP后往往不能挺身而出，重量驱动蛋白相反。此外，驱动蛋白（重量）的直方图的停留期间，可以适合的两个指数函数的卷积，正如所期待的手的手部动作的磁头（伊迪兹等人，2004）三磷酸腺苷结合的紧密耦合。然而，延长动蛋白显示一个额外的很长住人口，这可能反映的ATP水解减值耦合到一个机械的步骤（图七）。

結果 (中文) 2:

扩展的驱动蛋白进行徒劳的ATP水解周期

ATPase和速度数据，上述建议扩展驱动蛋白接受“徒劳”ATP酶周期，水解事件不会导致向前移动。我们寻找这种解耦进行波动分析中的停留时间的步骤之间的额外的证据，这将产生一个随机参数，“R”（Schnitzer块，1997）（补充说明）。0的R值反映了一个恒定的停留时间之间的步骤，而1和0.5预计值与一个和两个速率限制过渡的步进电机，分别。我们住在WT驱动蛋白时间分析（一头标记）在低ATP显示0.57的R（图3A，插图），反映预期的两个连续的ATP结合发生的事件，16 nm的步骤之间的（头以16 nm的步骤在一个ATP结合或离职，但仍固定在下一个周期，其合作伙伴的头运动）。相反，扩展的驱动蛋白表现出较大的波动，其停留时间（R = 0.97–1.01），这是最有可能的下步概率/ ATP结合事件引起（Schnitzer块，1995）。这些数据表明，扩展的Kinesin往往不能一步结合或水解ATP后，与WT驱动蛋白。此外，WT驱动蛋白直方图驻留时间可以适合到两个指数函数的卷积，正如预期的那样从ATP结合紧密的耦合交的头手运动（Yildiz等人。，2004）。然而，扩展驱动蛋白显示一个额外的人口很长，这可能反映了ATP水解耦合受损的机械步骤（图7）。

結果 (中文) 3:

扩展的驱动蛋白经过徒劳周期的 ATP 水解

上面所述的 ATPase 和速度数据建议扩展的驱动蛋白经过"徒劳"ATPase 周期、 水解事件不会转发运动。我们寻找更多证据的这种拆通过执行居住时间之间的步骤，它将产生一个随机性参数，波动的非线性分析"r"(Schnitzer 和块，1997年) (补充文本）。而 1 和 0.5 的 r 值预计分别为电机的每个步骤，一个和两个速率限制过渡的 r 值为 0 反映了步骤，之间不断的停留时间。我们居住在低时间 WT 驱动蛋白 (标有一个头) 分析 ATP 透露的 0.57 （图 3A、 插图），r反映预期两个连续 ATP 结合所发生的事件之间 16 毫微米步骤 （头一步 16 毫微米期间一个 ATP 绑定或营业额，但仍然是固定在下一个周期期间虽然它的伙伴头是移动）。相比之下，扩展的驱动蛋白显示更大的波动的他们的停留时间 (r = 0.97–1.01），这是最有可能造成的较低的步进概率每 ATP 绑定事件 (Schnitzer 和块，1995年)。这些数据表明扩展驱动蛋白电机往往不能向前一步绑定或与 WT 驱动蛋白水解 ATP 后。此外，可以很好地卷积的两个指数函数，适合 WT 驱动蛋白居住期的直方图如预期那样从 ATP 绑定的紧耦合到以上-手牵手-运动的元首 (耶尔迪兹等人，2004 年）。但是，扩展的驱动蛋白显示额外的居民很长者，这可能反映了受损的耦合的 ATP 水解机械步 （图 S7）.