Moteur moléculaire ressemblant à des tentacules de poulpe trouvé à l'intérieur des cellules

Des biophysiciens allemands et indiens ont découvert un nouveau système moléculaire utilisant une alternative

l'énergie chimique et utilise un nouveau mécanismepour effectuer des travaux mécaniques. En se contractant et en se dilatant à plusieurs reprises, le « moteur » à deux composants fonctionne de la même manière qu’un moteur Stirling classique et aide à répartir la cargaison à travers les organites liés à la membrane.

Les cellules ont une capacité incroyableorganisez soigneusement votre espace intérieur avec de minuscules mécanismes protéiques appelés moteurs moléculaires qui génèrent des mouvements directionnels. La plupart d'entre eux utilisent un carburant commun, une sorte d'énergie chimique, l'acide adénosine triphosphorique (ATP) pour fonctionner.

Dans leur étude, les scientifiques ont examiné la structure moléculaireun moteur composé de deux protéines, EEA1 et Rab5. Ces protéines EEA1 filamenteuses peuvent reconnaître et se lier à Rab5 présent dans la membrane de la vésicule. La liaison envoie un message le long de la structure allongée de la protéine filamenteuse, augmentant ainsi sa flexibilité, de la même manière que la cuisson ramollit les spaghettis. Ce changement de flexibilité crée une force qui attire la vésicule vers la membrane cible où se produisent l'amarrage et la fusion.

Étudier le travail de ce mécanisme protéique à l'aide deà l'aide de balayage laser et de microscopes optiques, les chercheurs ont montré que la protéine EEA1 peut passer par plusieurs cycles de transition de rigide à flexible et inversement uniquement en raison de l'énergie chimique libérée lorsqu'elle interagit avec Rab5, sans l'utilisation d'ATP.

Des chercheurs ont développé un nouveau modèle physiquedécrire la relation entre les étapes chimiques et mécaniques dans un moteur moléculaire. Ils ont également pu calculer l'efficacité thermodynamique du système, qui est comparable aux protéines motrices classiques pilotées par l'ATP.

C'est une nouvelle classe de moteurs moléculaires !Il ne se déplace pas comme un moteur kinésine qui transporte la cargaison à travers les microtubules, mais fonctionne en restant en place. Il ressemble un peu aux tentacules d'une pieuvre.

Stefan Grill, co-auteur de l'étude de l'Institut de biologie cellulaire moléculaire et de génétique de la Max Planck Society et de l'Université technique de Dresde

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En couverture : illustration d'un moteur moléculaire à deux composants. Image : MPI-CBG