Molekylær motor som ligner blekkspruttentakler funnet inne i celler

Biofysikere fra Tyskland og India har oppdaget et nytt molekylært system som bruker et alternativ

kjemisk energi og bruker en ny mekanismeå utføre mekanisk arbeid. Ved gjentatte ganger å trekke seg sammen og utvide, fungerer den to-komponent "motoren" på samme måte som en klassisk Stirling-motor og hjelper til med å distribuere last over membranbundne organeller.

Celler har en fantastisk evneorganiser det indre rommet pent med bittesmå proteinmekanismer kalt molekylære motorer som genererer retningsbestemte bevegelser. De fleste av dem bruker et vanlig drivstoff, en slags kjemisk energi, adenosintrifosforsyre (ATP) for å kjøre.

I sin studie undersøkte forskerne molekyleten motor som består av to proteiner, EEA1 og Rab5. Disse filamentøse EEA1-proteinene kan gjenkjenne og binde seg til Rab5 som er tilstede i vesikkelmembranen. Bindingen sender en melding langs den langstrakte strukturen til det filamentøse proteinet, og øker derved dets fleksibilitet, lik hvordan matlaging mykner spaghetti. Denne endringen i fleksibilitet skaper en kraft som trekker vesikkelen til målmembranen der dokking og fusjon skjer.

Å studere arbeidet med denne proteinmekanismen ved hjelp avved hjelp av laserskanning og lysmikroskoper viste forskerne at EEA1-proteinet kan gå gjennom flere overgangssykluser fra stivt til fleksibelt og tilbake igjen utelukkende på grunn av den kjemiske energien som frigjøres når det samhandler med Rab5, uten bruk av ATP.

Forskere har utviklet en ny fysisk modellå beskrive forholdet mellom kjemiske og mekaniske trinn i en molekylær motor. De var også i stand til å beregne den termodynamiske effektiviteten til systemet, som kan sammenlignes med klassiske ATP-drevne motorproteiner.

Dette er en ny klasse av molekylære motorer!Den beveger seg ikke rundt som en kinesinmotor som transporterer last gjennom mikrotubuli, men fungerer ved å holde seg på plass. Det ser litt ut som tentaklene til en blekksprut.

Stefan Grill, medforfatter av studien fra Institute for Molecular Cell Biology and Genetics of the Max Planck Society and the Technical University of Dresden

Les mer:

Forskere så først hvordan en stjerne sluker planeten: dette venter til slutt på jorden

To superjordar funnet på kanten av den beboelige sonen: en av dem har en behagelig temperatur

Moderne mennesker migrerte til Europa annerledes enn tidligere antatt

På omslaget: illustrasjon av en to-komponent molekylær motor. Bilde: MPI-CBG