Наномашины в электростанции клетки: расшифрована структура самого крупного белкового комплекса дыхательной цепи митохондрий
logo

Пользовательского поиска

Friday 17th of August 2018

Наномашины в электростанции клетки: расшифрована структура самого крупного белкового комплекса дыхательной цепи митохондрий

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вглубь живой материи
Автор: Administrator   
06.07.2010 15:43

 

2

Структурная модель митохондриального комплекса I объясняет, как происходит преобразование энергии в наномасштабе. Молекулярный связующий механизм соединяет модули протонных наносов в мембранной части огромного ферментного комплекса. (Фото: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg)


Ученые Фрайбургского университета Альберта-Людвига (Albert-Ludwigs-Universität Freiburg) и Франкфуртского университета (University of Frankfurt) уточнили структуру самого большого белкового комплекса дыхательной цепи клетки. Они открыли неизвестный механизм преобразования энергии в этом молекулярном комплексе. Механизм необходим для использования энергии, содержащейся в пище.


Проводившаяся в течение десяти лет работа по рентгеноструктурному кристаллографического анализу огромного и самого сложного белкового комплекса дыхательной цепи митохондрий увенчалась успехом. Комплекс состоит из более чем 40 различных белков, является первым звеном в системе клеточного дыхания и поэтому называется митохондриальным комплексом I. Результаты исследования опубликованы в последнем он-лайн выпуске журнала Science.

Глубокое понимание функции комплекса I представляет особый интерес для медицины. Дисфункция комплекса наблюдается при некоторых нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также при физиологическом процессе биологического старения организма в целом. Работа профессора Института биохимии и молекулярной биологии Фрайбурга (Freiburg Institute for Biochemistry and Molecular Biology) и фрайбургского Центра изучения биологического сигналинга BIOSS (Centre for Biological Signalling Studies) Каролы Хунте (Carola Hunte), профессора молекулярной биоэнергетики и научного сотрудника центра «Макромолекулярные комплексы» («Macromolecular Complexes») Ульриха Брандта (Ulrich Brandt), а также доктора Фолькера Цикерманна (Volker Zickermann), из исследовательской группы Брандта, представляет собой важный шаг вперед к более полному пониманию возникновения таких дисфункций.

Энергетический обмен происходит в так называемых электростанциях клеток – митохондриях. Они преобразуют энергию, полученную в виде пищи, в аденозинтрифосфат, или АТФ, являющийся универсальной энергетической валютой жизни. За преобразование энергии отвечает цепочка из пяти сложных молекулярных машин в митохондриальной мембране. Выработка АТФ в митохондриях требует очень большого количества шагов, так как фактически это реакция гремучего газа. В лабораторных экспериментах водород и кислород реагируют друг с другом взрывообразно, а содержащаяся в них энергия выделяется в виде тепла. При биологическом окислении энергия выделяются связанными с мембраной белковыми комплексами дыхательной цепи контролируемым образом и небольшими порциями. Этот процесс генерирует электрический мембранный потенциал, который является движущей силой синтеза АТФ. Общая площадь поверхности всех митохондриальных мембран организма человека равна примерно 14000 метров2, что соответствует ежедневному синтезу около 65 кг АТФ.

Разработанная учеными структурная модель содержит в себе важные и неожиданные представления о функционировании комплекса I. Особый тип «элемента трансмиссии», неизвестный в других белках, отвечает, как считают ученые, за преобразование энергии внутри комплекса с помощью механических наноразмерных связей. Если перевести это на язык техники, процесс можно описать как передачу энергии на шток, связывающий, например, колеса паровоза. Теперь этот новый наномеханический принцип будет изучаться в дополнительных функциональных исследованиях, а также будет подвергнут детальному структурному анализу.

 

 

По материалам

Nanomaschinen in den Kraftwerken der Zelle

 

Оригинальная статья:

C. Hunte, V. Zickermann, U. Brandt. Functional Modules and Structural Basis of Conformational Coupling in Mitochondrial Complex I

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday607
mod_vvisit_counterYesterday789
mod_vvisit_counterThis week4044
mod_vvisit_counterLast week5950
mod_vvisit_counterThis month13165
mod_vvisit_counterLast month29443
mod_vvisit_counterAll days4077054

We have: 24 guests, 1 bots online
Your IP: 54.161.49.216
 , 
Today: Авг 17, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.