Motor molecular care seamănă cu tentaculele de caracatiță găsite în interiorul celulelor

Biofizicienii din Germania și India au descoperit un nou sistem molecular care folosește o alternativă

energie chimică și folosește un nou mecanismpentru a efectua lucrări mecanice. Prin contractarea și extinderea în mod repetat, „motorul” cu două componente funcționează similar cu un motor Stirling clasic și ajută la distribuirea încărcăturii prin organele legate de membrană.

Celulele au o capacitate uimitoareorganizează-ți bine spațiul interior cu mecanisme proteice minuscule numite motoare moleculare care generează mișcări direcționale. Cele mai multe dintre ele folosesc un combustibil comun, un fel de energie chimică, acidul adenozin trifosforic (ATP) pentru a rula.

În studiul lor, oamenii de știință au examinat molecularaun motor compus din două proteine, EEA1 și Rab5. Aceste proteine ​​EEA1 filamentoase pot recunoaște și se pot lega de Rab5 prezent în membrana veziculelor. Legarea trimite un mesaj de-a lungul structurii alungite a proteinei filamentoase, crescând astfel flexibilitatea acesteia, similar cu modul în care gătitul înmoaie spaghetele. Această schimbare a flexibilității creează o forță care atrage vezicula către membrana țintă, unde are loc andocarea și fuziunea.

Studierea activității acestui mecanism proteic cu ajutorulfolosind scanare cu laser și microscoape ușoare, cercetătorii au arătat că proteina EEA1 poate trece prin mai multe cicluri de tranziție de la rigidă la flexibilă și înapoi numai datorită energiei chimice eliberate atunci când interacționează cu Rab5, fără utilizarea ATP.

Cercetătorii au dezvoltat un nou model fizicpentru a descrie relația dintre etapele chimice și mecanice într-un motor molecular. Ei au putut, de asemenea, să calculeze eficiența termodinamică a sistemului, care este comparabilă cu proteinele motorii clasice conduse de ATP.

Aceasta este o nouă clasă de motoare moleculare!Nu se mișcă ca un motor kinesin care transportă marfa prin microtubuli, dar funcționează rămânând pe loc. Seamănă puțin cu tentaculele unei caracatițe.

Stefan Grill, coautor al studiului de la Institutul de Biologie Moleculară și Genetică a Societății Max Planck și Universitatea Tehnică din Dresda

Citeste mai mult:

Oamenii de știință au văzut pentru prima dată cum o stea devorează planeta: asta, în cele din urmă, așteaptă Pământul

Două super-Pământuri găsite la marginea zonei locuibile: unul dintre ele are o temperatură confortabilă

Oamenii moderni au migrat în Europa altfel decât se credea anterior

Pe copertă: ilustrarea unui motor molecular cu două componente. Imagine: MPI-CBG