Molekylær motor, der ligner blækspruttentakler fundet inde i celler

Biofysikere fra Tyskland og Indien har opdaget et nyt molekylært system, der bruger et alternativ

kemisk energi og bruger en ny mekanismeat udføre mekanisk arbejde. Ved gentagne gange at trække sig sammen og udvide, fungerer den to-komponent "motor" på samme måde som en klassisk Stirling-motor og hjælper med at distribuere last på tværs af membranbundne organeller.

Celler har en fantastisk evneorganiser dit indre rum pænt med bittesmå proteinmekanismer kaldet molekylære motorer, der genererer retningsbestemte bevægelser. De fleste af dem bruger et almindeligt brændstof, en slags kemisk energi, adenosintriphosphorsyre (ATP) til at køre.

I deres undersøgelse undersøgte forskerne molekyleten motor bestående af to proteiner, EEA1 og Rab5. Disse filamentøse EEA1-proteiner kan genkende og binde til Rab5, der er til stede i vesikelmembranen. Bindingen sender et budskab langs den aflange struktur af det filamentøse protein og øger derved dets fleksibilitet, svarende til hvordan madlavning blødgør spaghetti. Denne ændring i fleksibilitet skaber en kraft, der trækker vesiklen til målmembranen, hvor der sker docking og fusion.

At studere arbejdet med denne proteinmekanisme ved hjælp afved hjælp af laserscanning og lysmikroskoper viste forskerne, at EEA1-proteinet kan gennemgå adskillige overgangscyklusser fra stift til fleksibelt og tilbage igen alene på grund af den kemiske energi, der frigives, når det interagerer med Rab5, uden brug af ATP.

Forskere har udviklet en ny fysisk modelat beskrive sammenhængen mellem kemiske og mekaniske trin i en molekylær motor. De var også i stand til at beregne den termodynamiske effektivitet af systemet, som kan sammenlignes med klassiske ATP-drevne motorproteiner.

Dette er en ny klasse af molekylære motorer!Den bevæger sig ikke rundt som en kinesinmotor, der transporterer last gennem mikrotubuli, men virker ved at blive på plads. Det ligner lidt fangarme af en blæksprutte.

Stefan Grill, medforfatter til undersøgelsen fra Institute for Molecular Cell Biology and Genetics i Max Planck Society og Dresdens tekniske universitet

Læs mere:

Forskere så først, hvordan en stjerne fortærer planeten: dette venter i sidste ende på Jorden

To superjorde fundet på kanten af ​​den beboelige zone: en af ​​dem har en behagelig temperatur

Moderne mennesker migrerede til Europa anderledes end tidligere antaget

På omslaget: illustration af en to-komponent molekylær motor. Billede: MPI-CBG