Molekylmotor som liknar bläckfisktentakler som finns inuti celler

Biofysiker från Tyskland och Indien har upptäckt ett nytt molekylärt system som använder ett alternativ

kemisk energi och använder en ny mekanismatt utföra mekaniskt arbete. Genom att upprepade gånger dra ihop sig och expandera, fungerar den tvåkomponents "motorn" på samma sätt som en klassisk Stirling-motor och hjälper till att fördela last över membranbundna organeller.

Celler har en fantastisk förmågaorganisera ditt inre utrymme snyggt med små proteinmekanismer som kallas molekylära motorer som genererar riktningsrörelser. De flesta av dem använder ett vanligt bränsle, en slags kemisk energi, adenosintrifosforsyra (ATP) för att köra.

I sin studie undersökte forskarna molekylenen motor som består av två proteiner, EEA1 och Rab5. Dessa filamentösa EEA1-proteiner kan känna igen och binda till Rab5 som finns i vesikelmembranet. Bindningen skickar ett budskap längs den långsträckta strukturen av det trådformiga proteinet, och ökar därmed dess flexibilitet, liknande hur matlagning mjukar upp spagetti. Denna förändring i flexibilitet skapar en kraft som drar vesikeln till målmembranet där dockning och fusion sker.

Att studera arbetet med denna proteinmekanism med hjälp avmed hjälp av laserskanning och ljusmikroskop visade forskarna att EEA1-proteinet kan gå igenom flera cykler av övergång från styvt till flexibelt och tillbaka igen enbart på grund av den kemiska energi som frigörs när det interagerar med Rab5, utan användning av ATP.

Forskare har utvecklat en ny fysisk modellatt beskriva sambandet mellan kemiska och mekaniska steg i en molekylär motor. De kunde också beräkna systemets termodynamiska effektivitet, vilket är jämförbart med klassiska ATP-drivna motorproteiner.

Detta är en ny klass av molekylära motorer!Den rör sig inte som en kinesinmotor som transporterar last genom mikrotubuli, utan fungerar genom att stanna på plats. Det ser lite ut som tentaklerna på en bläckfisk.

Stefan Grill, medförfattare till studien från Institutet för molekylär cellbiologi och genetik vid Max Planck Society och Dresdens tekniska universitet

Läs mer:

Forskare såg först hur en stjärna slukar planeten: detta väntar i slutändan på jorden

Två superjordar finns på kanten av den beboeliga zonen: en av dem har en behaglig temperatur

Moderna människor migrerade till Europa annorlunda än man tidigare trott

På omslaget: illustration av en tvåkomponents molekylär motor. Bild: MPI-CBG