Motile cilia protrude from cell surfaces and are necessary to create movement of cells and fluids in the body. At the molecular level, cilia contain several dynein molecular motor complexes including outer dynein arms (ODAs) that are attached periodically to the ciliary axoneme, where they hydrolyse ATP to create the force required for bending and motility of the cilium. ODAs are preassembled in the cytoplasm and subsequently trafficked into the cilium by the intraflagellar transport (IFT) system. In the case of the green alga Chlamydomonas reinhardtii, the adaptor protein ODA16 binds to ODAs and directly to the IFT complex component IFT46 to facilitate the ciliary import of ODAs. Here, we purified recombinant human IFT46 and ODA16, determined the high-resolution crystal structure of the ODA16 protein, and carried out direct interaction studies of IFT46 and ODA16. The human ODA16 C-terminal 320 residues adopt the fold of an eight-bladed β-propeller with high overall structural similarity to the Chlamydomonas ODA16. However, the small 80 residue N-terminal domain, which in Chlamydomonas ODA16 is located on top of the β-propeller and is required to form the binding cleft for IFT46, has no visible electron density in case of the human ODA16 structure. Furthermore, size exclusion chromatography and pull-down experiments failed to detect a direct interaction between human ODA16 and IFT46. These data suggest that additional factors may be required for the ciliary import of ODAs in human cells with motile cilia.

中文翻译：

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人类ODA16的纯化和晶体结构：鞭毛内运输机械对纤毛的外动力作用。

运动性纤毛从细胞表面突出，是在体内产生细胞和液体运动的必需物质。在分子水平上，纤毛含有几种动力蛋白分子复合物，包括外部动力蛋白臂（ODA），它们定期连接到睫状轴突上，在那里它们水解ATP以产生纤毛弯曲和运动所需的力。ODA在细胞质中预先组装，然后通过鞭毛内运输（IFT）系统运输到纤毛中。就绿藻莱茵衣藻而言，衔接蛋白ODA16与ODA结合，并直接与IFT复合成分IFT46结合，以促进ODA的纤毛输入。在这里，我们纯化了重组人IFT46和ODA16，确定了ODA16蛋白的高分辨率晶体结构，并进行了IFT46和ODA16的直接相互作用研究。人ODA16的C末端320个残基采用八叶形β螺旋桨的折叠结构，与螺旋藻ODA16的总体结构相似。但是，在衣藻ODA16中位于β-螺旋桨顶部并需要形成IFT46结合缝的小的80个残基的N末端结构域在人ODA16结构的情况下没有可见的电子密度。此外，尺寸排阻色谱法和下拉实验未能检测到人ODA16和IFT46之间的直接相互作用。这些数据表明，在活动性纤毛的人细胞中，ODA的纤毛导入可能需要其他因素。人ODA16的C末端320个残基采用八叶形β螺旋桨的折叠，与螺旋藻ODA16的总体结构高度相似。但是，在衣藻ODA16中位于β-螺旋桨顶部并需要形成IFT46结合缝的小的80个残基的N末端结构域在人ODA16结构的情况下没有可见的电子密度。此外，尺寸排阻色谱法和下拉实验未能检测到人ODA16与IFT46之间的直接相互作用。这些数据表明，在活动性纤毛的人细胞中，ODA的纤毛导入可能需要其他因素。人的ODA16 C末端320个残基采用八叶形β螺旋桨的折叠，与螺旋藻ODA16的总体结构高度相似。但是，在衣藻ODA16中位于β-螺旋桨顶部并需要形成IFT46结合缝的小的80个残基的N末端结构域在人ODA16结构的情况下没有可见的电子密度。此外，尺寸排阻色谱法和下拉实验未能检测到人ODA16和IFT46之间的直接相互作用。这些数据表明，在活动性纤毛的人细胞中，ODA的纤毛导入可能需要其他因素。对于人的ODA16结构，没有可见的电子密度。此外，尺寸排阻色谱法和下拉实验未能检测到人ODA16和IFT46之间的直接相互作用。这些数据表明，在活动性纤毛的人细胞中，ODA的纤毛导入可能还需要其他因素。对于人的ODA16结构，没有可见的电子密度。此外，尺寸排阻色谱法和下拉实验未能检测到人ODA16和IFT46之间的直接相互作用。这些数据表明，在活动性纤毛的人细胞中，ODA的纤毛导入可能需要其他因素。