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Processive kinesins require loose mechanical coupling for efficient collective motility

机译：进行性驱动蛋白需要松散的机械耦合以实现有效的集体运动

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Processive motor proteins are stochastic steppers that perform actual mechanical steps for only a minor fraction of the time they are bound to the filament track. Motors usually work in teams and therefore the question arises whether the stochasticity of stepping can cause mutual interference when motors are mechanically coupled. We used biocompatible surfaces to immobilize processive kinesin-1 motors at controlled surface densities in a mechanically well-defined way. This helped us to study quantitatively how mechanical coupling between motors affects the efficiency of collective microtubule transport. We found that kinesin-1 constructs that lack most of the non-motor sequence slow each other down when collectively transporting a microtubule, depending on the number of interacting motors. This negative interference observed for a motor ensemble can be explained quantitatively by a mathematical model using the known physical properties of individual molecules of kinesin-1. The non-motor extension of kinesin-1 reduces this mutual interference, indicating that loose mechanical coupling between motors is required for efficient transport by ensembles of processive motors.
机译：加工性运动蛋白是随机步进器，仅在它们结合到细丝轨道上的一小部分时间内执行实际的机械步骤。电机通常成组工作，因此，当电机机械耦合时，步进的随机性是否会引起相互干扰就成为一个问题。我们使用生物相容性表面以机械定义明确的方式将受控的kinesin-1电机固定在受控的表面密度下。这有助于我们定量研究电动机之间的机械耦合如何影响集体微管运输的效率。我们发现缺少集体非运输序列的大多数非驱动序列的kinesin-1构建体，在共同运输微管时，彼此之间的相互作用会减慢。可以通过数学模型，使用驱动蛋白1单个分子的已知物理特性，通过数学模型来定量地解释这种针对运动整体的负面干扰。 kinesin-1的非电动机延伸减少了这种相互干扰，表明通过过程性电动机的集成体，电动机之间的松散机械耦合对于有效运输是必需的。

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