โดเมนมอเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยแกนเร่งปฏิกิริยา ทรงกลม และตัวเชื่อมคอ ตั้งอยู่ที่ปลาย N ของโมเลกุล และรวมการจับกับไมโครทูบูลและกิจกรรม ATPase เพื่อขับเคลื่อนไปตามปลายบวกของไมโครทูบูล^{[ 22 ] [ 23 ]}แกนเร่งปฏิกิริยาประกอบด้วยศูนย์ปฏิกิริยา ATPase และพื้นผิวการจับกับไมโครทูบูล ในขณะที่ตัวเชื่อมคอทำหน้าที่เชื่อมต่อแกนเร่งปฏิกิริยากับโมเลกุลที่เหลือ^{[ 23 ]}ภายในโดเมนมอเตอร์มีชั้นของแผ่นเบต้าที่อยู่ระหว่างชั้นของเกลียวอัลฟา 2 ชั้น ในครึ่งปลาย N ของแกนเร่งปฏิกิริยาคือศูนย์เร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส ATP และลูปการจับฟอสเฟต (P-loop) ที่สร้างกระเป๋าจับนิวคลีโอไทด์อยู่ด้านบนของแกนเร่งปฏิกิริยา^{[ 23 ]}บริเวณปลาย C-terminal ของแกนเร่งปฏิกิริยาประกอบด้วยองค์ประกอบโครงสร้างห้าส่วน (ลูป L11, เฮลิกซ์ α4, ลูป L12, เฮลิกซ์ α5, ลูป L13) ซึ่งประกอบกันเป็นบริเวณที่เรียกว่าสวิตช์ II ซึ่งมีหน้าที่ในการสร้างพื้นผิวการจับไมโครทูบูล^{[ 23 ]}การทำงานร่วมกันของสวิตช์ II และตัวเชื่อมคอจะทำงานร่วมกันเพื่อสร้างงานเชิงกล สวิตช์ I ซึ่งเป็นตัวเชื่อมระหว่าง P-loop และสวิตช์ II ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของ ATP และเคลื่อนที่เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างขึ้นอยู่กับสถานะของนิวคลีโอไทด์ในช่องจับนิวคลีโอไทด์^{[ 23 ]}การจัดเรียงใหม่ของสะพานเกลือระหว่างสวิตช์ I และสวิตช์ II เกิดขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล่านี้ ซึ่งนำไปสู่การจัดตำแหน่งใหม่และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในสวิตช์ II ในขนาดที่ใหญ่ขึ้น^{[ 23 ]}โดยรวมแล้ว สวิตช์ I เชื่อมต่อสถานะทางเคมีของศูนย์ปฏิกิริยากับพื้นผิวการจับไมโครทูบูลของสวิตช์ II ^{[ 23 ]}

KIF1A ใช้รอบการไฮโดรไลซิสของ ATP ที่เชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในโดเมนมอเตอร์และคอเพื่อแปลงพลังงานเคมีเป็นงานเชิงกล จึงทำให้มอเตอร์สามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ ผลจากการหมุนเวียนของ ATP ตลอดรอบ ความสัมพันธ์ในการจับไมโครทูบูลของโดเมนมอเตอร์จะเปลี่ยนแปลงไป ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวแบบ "เดินมือต่อมือ" ที่พบเห็นได้ในการเคลื่อนที่ของไคเนซินส่วนใหญ่^{[ 22 ]}

ภายในบริเวณหางมีขดเกลียวสั้นหลายอันและโดเมนปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนและไขมันจำนวนมากที่ช่วยในการจับกับสินค้าและตัวควบคุม ขดเกลียวเหล่านี้ทำหน้าที่ในการเป็นตัวกลางและบางครั้งก็ขัดขวางการเกิดไดเมอร์ของมอเตอร์^{[ 22 ]}ในส่วนของการจัดระเบียบของบริเวณคอ ประกอบด้วยเกลียวและแผ่นเบต้า ขดเกลียวคอซึ่งเป็นบริเวณเกลียวอัลฟา ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยในการเกิดไดเมอร์ของโดเมนมอเตอร์และสามารถเกิดไดเมอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยตัวมันเอง^{[ 22 ] [ 24 ]}ตัวเชื่อมคอใช้เพื่อเชื่อมต่อโดเมนมอเตอร์กับสินค้าและกับหัวคู่หูไคเนซิน^{[ 23 ]}องค์ประกอบเหล่านี้ทำงานร่วมกันโดยที่ขดเกลียวคอจะเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโดเมนมอเตอร์ที่ควบคุมโดยการไฮโดรไลซิสของ ATP กับตัวเชื่อมคอ ซึ่งขับเคลื่อนกลไกการเดินแบบมือต่อมือของ KIF1A ^{[ 24 ]}

KIF1A ยังมีส่วนของไลซีน 12 ตัวที่เรียกว่า K-loop ซึ่งตั้งอยู่บนลูปที่ 12 ของโดเมนมอเตอร์ ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบต่อพฤติกรรมลักษณะเฉพาะของ KIF1A โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเคลื่อนที่และการควบคุม^{[ 22 ]}ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพื้นผิวที่อุดมไปด้วยไลซีนที่มีประจุบวกและส่วนปลาย C-terminal ที่อุดมไปด้วยกลูตาเมต (E hook) ที่มีประจุลบของ β-tubulin ได้แสดงให้เห็นว่าเพิ่มความสัมพันธ์กับไมโครทูบูลของ KIF1A ^{[ 12 ] [ 22 ]}แม้ว่าจะมีความสัมพันธ์กับไมโครทูบูลเพิ่มขึ้น แต่การเพิ่มขึ้นของกระบวนการทำงานของ KIF1A ไม่ได้เกิดจาก K-loop โดยตรง แต่เป็นเพราะอัตราการจับกับไมโครทูบูลที่เพิ่มขึ้นเนื่องจาก K-loop ทำให้หลายตำแหน่งของ KIF1A (สารตกค้างในลูป L2, L7, L8, L11, L12 และเกลียว α4 และ α6) สามารถโต้ตอบกับพื้นผิวของไมโครทูบูลได้^{[ 22 ]}ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้เพิ่มความสัมพันธ์ ซึ่งส่งผลให้เพิ่มกระบวนการทำงานของ KIF1A แบบไดเมอร์ นอกจากนี้ K-loop ยังจำเป็นสำหรับโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไมโครทูบูล (MAPs) หลายชนิด เช่น เซปติน-9 และ MAP9 ในการออกฤทธิ์ต่อ KIF1A ^{[ 19 ] [ 25 ]}ยิ่งไปกว่านั้น K-loop ยังช่วยอำนวยความสะดวกในการโต้ตอบของ KIF1A ระหว่างบริเวณที่อุดมไปด้วยไลซีนที่มีประจุบวกและหาง C-terminal ที่มีประจุลบของทูบูลินประสาทซึ่งมีโพลีกลูตาไมเลต^{[ 19 ]}

โดเมน pleckstrin homology (PH) ของ KIF1A ซึ่งตั้งอยู่ในบริเวณหาง ทำหน้าที่จับกับเวสิเคิลบรรทุกสินค้าผ่านปฏิสัมพันธ์กับ phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PtdIns(4,5)P2) ^{[ 22 ]}โดเมน forkhead associated (FHA) ซึ่งเป็นโมดูลโปรตีนขนาดเล็กที่ตั้งอยู่ท่ามกลาง coiled coils ในโดเมนหาง มีบทบาทเชิงโครงสร้างและทำหน้าที่ไกล่เกลี่ยปฏิสัมพันธ์ของสินค้าเฉพาะผ่านปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนกับโปรตีนและการจดจำอีพิโทปฟอสโฟทรีโอนีน^{[ 22 ]}

KIF1A มีอยู่สองรูปแบบ ได้แก่ สถานะที่ยืดออกและสถานะที่พับงอในสถานะที่ไม่ทำงาน โดยจะมีรูปร่างกะทัดรัดพร้อมหางที่พับงอในสถานะที่ไม่ทำงานเพื่อป้องกันการแออัดบนไมโครทูบูลและการสิ้นเปลืองพลังงานที่ไม่จำเป็น ซึ่งสามารถยืดออกได้ในสถานะที่ทำงานได้^{[ 22 ]}แม้ว่ารายละเอียดที่อยู่เบื้องหลังสาเหตุและการควบคุมการยับยั้งตัวเองของ KIF1A จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม แต่ก็มีแบบจำลองปัจจุบันสองแบบที่อธิบายกระบวนการนี้ แบบจำลองการสลับโมโนเมอร์-ไดเมอร์ระบุว่าปฏิสัมพันธ์ภายในโมเลกุลเกี่ยวกับบริเวณคอและหางจะยึดมอเตอร์ไคเนซิน-3 ไว้ในสถานะโมโนเมอร์ที่ไม่ทำงาน^{[ 22 ]}เมื่อเปิดใช้งาน มอเตอร์จะกลายเป็นไดเมอร์จากปฏิสัมพันธ์ระหว่างบริเวณหางและบริเวณขดคอ หรืออีกทางหนึ่ง ในแบบจำลองบล็อกหาง มอเตอร์จะทำหน้าที่เป็นไดเมอร์ที่เสถียรและถูกทำให้ไม่ทำงานโดยบริเวณหางที่ทำปฏิกิริยากับโดเมนมอเตอร์หรือคอ มีการเสนอแนะว่าสถานะการยับยั้งตัวเองของ KIF1A เกี่ยวข้องกับ CC2 และโดเมน FHA โดยที่ CC2 พับกลับเพื่อโต้ตอบกับโดเมน FHA และทำให้การทำงานของมอเตอร์หยุดชะงัก^{[ 22 ]}สถานะการยับยั้งตัวเองนี้จะกลับคืนสู่สภาพเดิมได้ด้วยการจับกับสารขนส่ง การฟอสโฟรีเลชัน หรือกลไกการควบคุมอื่นๆ^{[ 16 ]}เนื่องจากการศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่า KIF1A เป็นไดเมอร์ทั้งในสถานะที่ทำงานและไม่ทำงาน ดังนั้นแบบจำลองบล็อกหางจึงได้รับการยอมรับมากขึ้นในการอธิบายกระบวนการยับยั้งตัวเอง ด้วยแบบจำลองที่เสนอเหล่านี้ ทำให้เข้าใจกลไกการยับยั้งตัวเองได้ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติมเพื่อยืนยันและเปิดเผยรายละเอียดเฉพาะของกระบวนการนี้ใน KIF1A

KIF1A ที่ถูกยับยั้งตัวเองหรือไม่ทำงานสามารถถูกกระตุ้นได้จากการจับกับสินค้าโดยตรงกับมอเตอร์ บ่อยครั้งที่โปรตีนอะแดปเตอร์สินค้าถูกใช้เพื่อเป็นตัวกลางในการกระตุ้นมอเตอร์และการดึงดูดสินค้า^{[ 22 ]}ใน UNC-104 ซึ่งเป็นโฮโมล็อกของ KIF1A ใน C. elegans การจับของโปรตีนอะแดปเตอร์ เช่น UNC-16 (JIP3), DNC-1 (DCTN-1/Glued) และ SYD-2 (Liprin-α) กับ UNC-104 นำไปสู่การเคลื่อนย้ายของมอเตอร์ไปยังบริเวณย่อยของเซลล์ที่แตกต่างกันในเซลล์ประสาท^{[ 22 ]}ข้อสังเกตเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าอะแดปเตอร์สามารถดึงดูด UNC-104/KIF1A ไปยังสินค้าและนำทางการขนส่งได้^{[ 22 ]}นอกจากนี้ การศึกษายังแสดงให้เห็นว่า LIN-2 (CASK) และ SYD-2 ควบคุม UNC-104 ในเชิงบวกโดยการเพิ่มความเร็ว LIN-2 ยังเพิ่มความยาวของการวิ่งและถูกแนะนำว่าเป็นตัวกระตุ้นของ UNC-104 ^{[ 22 ]}

เป็นที่ทราบกันว่า Rab GTPases ทำหน้าที่ควบคุมตำแหน่งของเวสิเคิลโดยการควบคุม GEF และ GAP ที่เปลี่ยนแปลงสถานะนิวคลีโอไทด์ (GTP หรือ GDP) ^{[ 22 ]} KIF1A เป็นที่ทราบกันว่าทำหน้าที่ขนส่งเวสิเคิลที่เคลือบด้วย Rab3 ในแอกซอน Rab3 ทำหน้าที่เป็นโปรตีนเวสิเคิลไซแนปส์ที่ควบคุมการปล่อยเวสิเคิลไซแน ปส์ ^{[ 22 ]}การศึกษาแสดงให้เห็นว่า GEF สำหรับ Rab3 คือ DENN/MAD จับกับโดเมนหางของ Rab3 และ KIF1A เพื่อเป็นตัวกลางในการขนส่งมอเตอร์ไปยังปลายแอกซอน^{[ 22 ]}

โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไมโครทูบูล (MAPs) ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการประกอบและสลายตัวของไมโครทูบูล และควบคุมปฏิสัมพันธ์ของมอเตอร์กับไมโครทูบูล^{[ 22 ]} MAPs หลายชนิดเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นตัวควบคุม KIF1A ทั้งเทาและ MAP2 และ MAP7 ทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งทั่วไปของ KIF1A ป้องกันไม่ให้ KIF1A เข้าถึงโครงสร้างไมโครทูบูล^{[ 25 ]} MAPs สามชนิดที่อยู่ภายในเดนไดรต์ ได้แก่ ดับเบิลคอร์ทิน (DCX) ดับเบิลคอร์ทินไลค์ไคเนส-1 (DCLK1) และ MAP9 ควบคุมกิจกรรมของโปรตีนมอเตอร์ในวงกว้างมากขึ้นโดยการควบคุมการเข้าถึงเส้นใยไมโครทูบูลที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง DCX, DCLK1 และ MAP9 อนุญาตให้ KIF1A เข้าถึงไมโครทูบูลได้ จึงทำให้เกิด "รหัส MAP" ของการควบคุมไคเนซินในเซลล์ประสาท^{[ 25 ]} DCLK1 แสดงให้เห็นว่าทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการขนส่ง DCV ของ KIF1A ที่จับกับไมโครทูบูลในเดนไดรต์^{[ 22 ]} MAP9 เป็นที่ทราบกันว่าช่วยอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนย้ายของ KIF1A ^{[ 25 ]}นอกจากนี้ เซปตินที่เกี่ยวข้องกับไมโครทูบูล (SEPT9) ซึ่งอยู่เฉพาะในเดนไดรต์ ได้รับการแสดงให้เห็นว่าช่วยเพิ่มการเคลื่อนที่ของไคเนซิน-3 เข้าไปในเดนไดรต์ของเซลล์ประสาทได้มากขึ้นผ่านการรับรู้ K-Loop ^{[ 19 ]}

การควบคุม KIF1A อีกรูปแบบหนึ่งเกิดขึ้นผ่านการดัดแปลงหลังการแปลของทูบูลิน (PTMs) ซึ่งมักเกิดขึ้นที่ปลาย C-terminal ของรางไมโครทูบูล^{[ 26 ]} “สัญญาณจราจร” ระดับโมเลกุลเหล่านี้รวมถึงโพลีกลูตาไมเลชันที่ปลาย C-terminal และช่วยนำทางการส่งสินค้าของมอเตอร์ KIF1A ผ่านการโต้ตอบระหว่าง K-loop ของ KIF1A และปลาย C-terminal ของไมโครทูบูล การศึกษาแสดงให้เห็นว่าโพลีกลูตาไมเลชันของปลาย C-terminal ของทูบูลินควบคุม KIF1A โดยลดการหยุดชั่วคราวของ KIF1A รวมถึงความยาวในการวิ่ง ซึ่งชี้ให้เห็นถึงกลไกที่ควบคุมพฤติกรรมและการเคลื่อนที่ของ KIF1A ^{[ 26 ]}นอกจากนี้ ยังมีรายงานว่าโพลีกลูตาไมเลชันของ α-ทูบูลินทำหน้าที่เป็นสัญญาณจราจรระดับโมเลกุลสำหรับการขนส่งสินค้าของ KIF1A โดยนำทางมอเตอร์ไปยังปลายทางที่เหมาะสม ดังนั้นจึงเป็นตัวกลางในการส่งสัญญาณประสาทอย่างต่อเนื่อง^{[ 27 ]}

KAND เป็นโรคความเสื่อมของระบบประสาทที่เกิดจากความแปรผัน (การกลายพันธุ์) อย่างน้อยหนึ่งอย่างในยีน KIF1A ซึ่งอาจนำไปสู่กลุ่มอาการต่างๆ เช่นพัฒนาการทางระบบประสาทล่าช้าความบกพร่องทางสติปัญญาออทิสติ ก ศีรษะ เล็ก อัมพาต ครึ่งท่อนแบบเกร็งตัวที่ ลุกลาม โรคเส้นประสาทส่วนปลาย เส้นประสาทตาฝ่อ สมองและสมองน้อยฝ่อ และอาการชัก [ ^{34 ] [ 35 ]}มีการวินิจฉัย KAND ในผู้ป่วยมากกว่า 200 รายทั่วโลก โดยส่วนใหญ่เป็นเด็ก ซึ่งอาจเป็นเพราะความก้าวหน้าใน การ ^ตรวจทางพันธุกรรมเพิ่งเข้าถึงได้ง่ายขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ ปัจจุบันมีการระบุความแปรผันที่แตกต่างกัน 119 แบบ แต่มีแนวโน้มว่ายังมีความแปรผันอีกมากมายที่ยังไม่ถูกค้นพบ^{[ 35 ]}ขึ้นอยู่กับประเภทของความแปรผันที่เกิดขึ้นและตำแหน่งในยีน ผู้ป่วย KAND จะมีอาการ ความคืบหน้า และความรุนแรงของโรคที่แตกต่างกันไป^{[ 35 ]} KAND สามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบออโตโซมัลรีเซสซีฟหรือโดมิแนนต์ และมีลักษณะเป็นโรคสเปกตรัมที่มีอาการหลากหลายตั้งแต่เล็กน้อยไปจนถึงเป็นอันตรายถึงชีวิต^{[ 35 ]}เนื่องจากมีการกลายพันธุ์ที่ทำให้เกิด KAND หลายชนิด โดยส่วนใหญ่เป็นการกลายพันธุ์แบบมิสเซนส์แบบเฮเทอโรไซกัสในโดเมนมอเตอร์ของ KIF1A การวินิจฉัยโรคนี้จึงมีความซับซ้อน^{[ 34 ]}ในความพยายามที่จะขยายความเข้าใจเกี่ยวกับสเปกตรัมของฟีโนไทป์ของ KIF1A สายพันธุ์ต่างๆ นักวิจัยได้ค้นพบ KIF1A สายพันธุ์ใหม่ที่เกิดขึ้นใหม่ในผู้ป่วยที่เป็นโรคเร็ตต์ (RTT) และความผิดปกติทางพัฒนาการของระบบประสาทอย่างรุนแรง ซึ่งมีลักษณะทางคลินิกที่ทับซ้อนกับ KAND ^{[ 36 ]}จากการทดสอบการเลื่อนของไมโครทิวบูลและการทดสอบการสะสมของปลายเส้นประสาท พวกเขาแสดงให้เห็นว่า KIF1A สายพันธุ์ใหม่เหล่านี้ลดความเร็วของ KIF1A และการจับกับไมโครทิวบูล และลดความสามารถของโดเมนมอเตอร์ของ KIF1A ในการสะสมไปตามเส้นประสาท ผลลัพธ์จากการศึกษาครั้งนี้ขยายลักษณะฟีโนไทป์ที่พบในผู้ป่วย KAND ที่มี KIF1A กลายพันธุ์ในโดเมนมอเตอร์ เนื่องจากพบลักษณะทางคลินิกทั่วไปในผู้ป่วย RTT ด้วยเช่นกัน^{[ 36 ]}นอกจากนี้ คะแนนความรุนแรงของโรค KAND ตัวแรกเพิ่งได้รับการพัฒนาขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ โดยความรุนแรงของโรคมีความสัมพันธ์อย่างมากกับการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในบริเวณโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการจับกับ ATP และไมโครทูบูล โดยเฉพาะอย่างยิ่ง P-Loop, switch I และ switch II ^{[ 34 ]}อาการ KAND ที่รุนแรงที่สุดมักพบจากการกลายพันธุ์ในโดเมนมอเตอร์ของ KIF1A ซึ่งโดยทั่วไปเกิดขึ้นใหม่ และการเปลี่ยนแปลงที่ไม่รุนแรงมากนักมักพบในบริเวณก้านของ KIF1A และมักถ่ายทอดทางพันธุกรรม^{[ 34 ]}

จากการศึกษาล่าสุด พบว่าตัวแปร KIF1A แสดงให้เห็นถึงข้อบกพร่อง เช่น การจับกับไมโครทูบูล (MT) ลดลง ความเร็วและประสิทธิภาพการทำงานลดลง และการจับกับ MT ที่ไม่เคลื่อนไหวเพิ่มขึ้น ซึ่งทั้งหมดนี้อาจมีส่วนทำให้เกิดอาการและสัญญาณที่พบในผู้ป่วย KAND ^{[ 35 ]}ด้วยการศึกษาประวัติธรรมชาติในปัจจุบันและคะแนนความรุนแรงเชิงฮิวริสติกที่กำหนดไว้สำหรับ KAND ความพยายามในการวิจัยกำลังก้าวหน้าไปสู่การอธิบายสิ่งที่ไม่ทราบเกี่ยวกับความผิดปกติและกำลังผลักดันไปสู่การค้นหาวิธีการรักษา เนื่องจาก KAND สามารถวินิจฉัยได้อย่างแม่นยำผ่านการทดสอบทางพันธุกรรมเท่านั้น และมีอาการคล้ายคลึงกับโรคอัมพาตสมอง (CP) ผู้ป่วยจำนวนมากจึงได้รับการวินิจฉัยผิดพลาดในตอนแรก ความทับซ้อนระหว่าง CP และ KAND ร่วมกับค่าใช้จ่ายในการทดสอบทางพันธุกรรมที่สูงมาก ทำให้เชื่อว่าผู้ป่วย KAND ส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับการวินิจฉัยอย่างถูกต้อง ส่งผลให้จำนวนผู้ป่วยที่รายงานต่ำกว่าความเป็นจริงอย่างมาก