Πρώτη λεπτομερή ματιά στο πώς ο Molecular Ferris Wheel προσφέρει πρωτόνια σε κυτταρικά εργοστάσια
Μια ομάδα επιστημόνων έχει λάβει την πρώτη λεπτομερή ματιά στο πώς ένας μοριακός τροχός Ferris παραδίδει πρωτόνια σε κυτταρικά εργοστάσια, παρέχοντας νέες γνώσεις για το πώς τα κύτταρα παράγουν ενέργεια.
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, επικεντρώνεται σε ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών που ονομάζεται συνθετάση ΑΤΡ, η οποία βρίσκεται στις εσωτερικές μεμβράνες των μιτοχονδρίων, των ισχύος των κυττάρων. Η συνθετάση ΑΤΡ χρησιμοποιεί την ενέργεια από μια κλίση πρωτονίων για να παράγει τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP), το κύριο νόμισμα της κυψέλης.
Το σύμπλοκο συνθετάσης ΑΤΡ αποτελείται από δύο περιστρεφόμενες υπομονάδες, που ονομάζεται υπομονάδες F1 και F0. Η υπομονάδα F1 περιέχει την καταλυτική θέση όπου συντίθεται το ATP, ενώ η υπομονάδα F0 είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία της κλίσης πρωτονίων.
Η νέα μελέτη, με επικεφαλής τους επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, Berkeley, αποκαλύπτει πώς η υπομονάδα F0 της ATP συνθάσης χρησιμοποιεί μια σειρά θέσεων δέσμευσης πρωτονίων για τη μεταφορά πρωτονίων σε όλη τη μεμβράνη. Τα πρωτόνια συνδέονται με τις θέσεις με μια συγκεκριμένη σειρά, δημιουργώντας μια "οδό μεταφοράς πρωτονίων" που οδηγεί την περιστροφή της υπομονάδας F0.
Αυτή η περιστροφή, με τη σειρά της, οδηγεί την περιστροφή της υπομονάδας F1, η οποία συνθέτει ATP.
"Αυτή είναι η πρώτη φορά που μπορέσαμε να δούμε λεπτομερώς πώς η υπομονάδα F0 της ATP Synthase Works", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Dr. Roderick Mackinnon. "Αυτή η νέα κατανόηση θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων που στοχεύουν στη συνθάση ΑΤΡ και να αναστέλλουν τη λειτουργία της, τα οποία θα μπορούσαν να έχουν θεραπευτικές δυνατότητες για μια ποικιλία ασθενειών".
Η συνθετάση ΑΤΡ είναι ένα κρίσιμο ένζυμο για την παραγωγή κυτταρικής ενέργειας και η δυσλειτουργία της συνδέεται με διάφορες ασθένειες, συμπεριλαμβανομένων των διαταραχών του καρκίνου και των νευροεκφυλιστικών. Με την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας της συνθετάσης ATP, οι επιστήμονες μπορεί να είναι σε θέση να αναπτύξουν νέες θεραπείες για αυτές τις ασθένειες.
Πηγή: Πανεπιστήμιο Καλιφόρνιας, Μπέρκλεϊ
