Молекулярен двигател, наподобяващ пипала на октопод, открит вътре в клетките

Биофизици от Германия и Индия са открили нова молекулярна система, която използва алтернатива

химическа енергия и използва нов механизъмза извършване на механична работа. Чрез многократно свиване и разширяване, двукомпонентният „мотор“ работи подобно на класическия двигател на Стърлинг и помага за разпределението на товара през свързаните с мембрана органели.

Клетките имат удивителна способностспретнато организирайте вашето вътрешно пространство с малки протеинови механизми, наречени молекулярни двигатели, които генерират насочени движения. Повечето от тях използват обикновено гориво, вид химическа енергия, аденозинтрифосфорна киселина (АТФ), за да работят.

В своето изследване учените са изследвали молекулярнатадвигател, съставен от два протеина, EEA1 и Rab5. Тези нишковидни EEA1 протеини могат да разпознаят и да се свържат с Rab5, присъстващ в мембраната на везикулите. Свързването изпраща съобщение по удължената структура на нишковидния протеин, като по този начин увеличава неговата гъвкавост, подобно на това как готвенето омекотява спагетите. Тази промяна в гъвкавостта създава сила, която привлича везикулата към целевата мембрана, където се получава докинг и сливане.

Изучавайки работата на този протеинов механизъм с помощта наизползвайки лазерно сканиране и светлинни микроскопи, изследователите показаха, че протеинът EEA1 може да премине през няколко цикъла на преход от твърдо към гъвкаво и обратно единствено благодарение на химическата енергия, освободена, когато взаимодейства с Rab5, без използването на АТФ.

Изследователите са разработили нов физически моделда опише връзката между химични и механични стъпки в молекулярния двигател. Те също успяха да изчислят термодинамичната ефективност на системата, която е сравнима с класическите ATP-задвижвани моторни протеини.

Това е нов клас молекулярни двигатели!Той не се движи като кинезинов двигател, който транспортира товари през микротубули, но върши работа, като остава на място. Прилича малко на пипалата на октопод.

Щефан Грил, съавтор на изследването от Института за молекулярна клетъчна биология и генетика на обществото Макс Планк и Техническия университет в Дрезден

Прочетете още:

Учените за първи път видяха как звезда поглъща планетата: това в крайна сметка чака Земята

Две суперземи, открити на ръба на обитаемата зона: едната от тях има комфортна температура

Съвременните хора са мигрирали в Европа по различен начин, отколкото се смяташе досега

На корицата: илюстрация на двукомпонентен молекулен двигател. Изображение: MPI-CBG