Усередині клітин знайшли молекулярний двигун, що нагадує щупальця восьминога.

Біофізики з Німеччини та Індії відкрили нову молекулярну систему, яка використовує альтернативну

хімічну енергію та застосовує новий механізмдля виконання механічної роботи. Багаторазово стискаючись і розширюючись, двокомпонентний «мотор» працює аналогічно до класичного двигуна Стірлінга і допомагає розподіляти вантаж по зв'язаних з мембраною органеллам.

Клітини мають дивовижну здатністьакуратно організовувати свій внутрішній простір за допомогою крихітних білкових механізмів, які називають молекулярними моторами, які генерують спрямовані рухи. Більшість їх використовують для роботи звичайний вид палива, свого роду хімічну енергію, аденозинтрифосфорну кислоту (АТФ).

У своєму дослідженні вчені вивчили молекулярнийдвигун, що складається з двох білків, EEA1 та Rab5. Ці ниткоподібні білки EEA1 можуть розпізнавати Rab5, що є в мембрані везикул, і зв'язуватися з ним. Зв'язування посилає повідомлення вздовж подовженої структури ниткоподібного білка, тим самим підвищуючи його гнучкість, подібно до того, як приготування їжі розм'якшує спагетті. Така зміна гнучкості створює силу, яка притягує везикулу до мембрани-мішені, де відбувається стикування та злиття.

Вивчаючи роботу цього білкового механізму за допомогоюлазерних скануючих і світлових мікроскопів, дослідники показали, що білок EEA1 може проходити кілька циклів переходу від жорсткого до гнучкого і назад виключно за рахунок хімічної енергії, що вивільняється при взаємодії з Rab5, без використання АТФ.

Дослідники розробили нову фізичну модельдля опису зв'язку між хімічними та механічними етапами у молекулярному двигуні. Вони також змогли розрахувати термодинамічну ефективність системи, яка можна порівняти з класичними моторними білками, керованими АТФ.

Це новий клас молекулярних двигунів!Він не пересувається, як кінезиновий мотор, який транспортує вантажі мікротрубочками, а виконує роботу, залишаючись на місці. Це трохи схоже на щупальця восьминога.

Стефан Грілл, співавтор дослідження з Інституту молекулярної клітинної біології та генетики Товариства Макса Планка та Технічного університету Дрездена

Читати далі:

Вчені вперше побачили, як зірка пожирає планету: це, зрештою, чекає і на Землю.

Дві суперземлі знайшли на краю населеної зони: на одній із них комфортна температура

Сучасні люди мігрували до Європи не так, як вважалося раніше

На обкладинці ілюстрація двокомпонентного молекулярного двигуна. Зображення: MPI-CBG