Molekulinis variklis, panašus į aštuonkojų čiuptuvus, randamus ląstelių viduje

Vokietijos ir Indijos biofizikai atrado naują molekulinę sistemą, kuri naudoja alternatyvą

cheminę energiją ir naudoja naują mechanizmąatlikti mechaninius darbus. Pakartotinai susitraukdamas ir plečiantis, dviejų komponentų „variklis“ veikia panašiai kaip klasikinis Stirlingo variklis ir padeda paskirstyti krovinį per membrana surištus organelius.

Ląstelės turi nuostabų sugebėjimątvarkingai sutvarkykite savo vidinę erdvę mažyčiais baltymų mechanizmais, vadinamais molekuliniais varikliais, kurie generuoja kryptinius judesius. Dauguma jų naudoja įprastą kurą, savotišką cheminę energiją, adenozino trifosforo rūgštį (ATP).

Savo tyrime mokslininkai ištyrė molekulinęvariklis, sudarytas iš dviejų baltymų – EEA1 ir Rab5. Šie gijiniai EEA1 baltymai gali atpažinti ir prisijungti prie Rab5, esančio pūslelių membranoje. Surišimas siunčia žinią išilgai pailgos siūlinio baltymo struktūros, taip padidindamas jo lankstumą, panašiai kaip virimas suminkština spagečius. Šis lankstumo pokytis sukuria jėgą, kuri pritraukia pūslelę prie tikslinės membranos, kur vyksta prijungimas ir susiliejimas.

Šio baltymo mechanizmo veikimo tyrimas su pagalbaNaudodami lazerinį skenavimą ir šviesos mikroskopus, mokslininkai parodė, kad EEA1 baltymas gali pereiti kelis ciklus nuo standaus iki lankstaus ir atgal vien dėl cheminės energijos, išsiskiriančios sąveikaujant su Rab5, nenaudojant ATP.

Mokslininkai sukūrė naują fizinį modelįapibūdinti ryšį tarp cheminių ir mechaninių žingsnių molekuliniame variklyje. Jie taip pat sugebėjo apskaičiuoti termodinaminį sistemos efektyvumą, kuris yra panašus į klasikinius ATP varomus motorinius baltymus.

Tai nauja molekulinių variklių klasė!Jis nejuda kaip kinezininis variklis, pernešantis krovinį per mikrovamzdelius, bet veikia stovėdamas vietoje. Tai šiek tiek primena aštuonkojo čiuptuvus.

Stefanas Grillas, Maxo Plancko draugijos Molekulinių ląstelių biologijos ir genetikos instituto ir Drezdeno technikos universiteto tyrimo bendraautoris.

Skaityti daugiau:

Mokslininkai pirmą kartą pamatė, kaip žvaigždė praryja planetą: galiausiai ji laukia Žemės

Dvi superžemės, rastos gyvenamosios zonos pakraštyje: viena iš jų turi patogią temperatūrą

Šiuolaikiniai žmonės į Europą migravo kitaip, nei manyta anksčiau

Viršelyje: dviejų komponentų molekulinio variklio iliustracija. Vaizdas: MPI-CBG