Это – одна из наиболее изученных молекул в мире: бактериородопсин, протеин, качающий протоны из бактерии. Теперь, три бригады структурных биологов соединили изящно подробную картину того, как этот крохотный двигатель делает свою работу.Бактериородопсин позволяет микроорганизму под названием Halobacterium salinarum остаться в живых в некоторых самых соленых окружающих средах в мире. Это делает так насосными протонами – или водородные ионы – из клетки и в окружающую среду, где их концентрация выше.
Когда протонный поток въезжает задним ходом, энергия выпущена, который может использоваться для вождения всех видов сотовых процессов. Исследователи знали, что насос состоит из семи helices, вместе формирующих канал своего рода пересечение клеточной мембраны.
Но несмотря на 30 лет исследования, никто не понял точно, как насос работал.Три исследования, изданные в завтрашней проблеме Природы, раздвигают границы структурной биологии и устанавливают важный прецедент для понимания, как молекулярные насосы работают, включая тех в людях, отмечает Вернера Кульбрандта из Макс. Планка Института Биофизики во Франкфурте-на-Майне, Германия. «Это – первый насос иона, вовлеченный в активный транспорт, которого мы теперь понимаем молекулярный механизм», говорит Кульбрандт.Бригады* каждый решил различные проблемы, но они показывают четкую картину того, как насос работает.
Протоны сначала скользят в канал, где они связаны молекулой, названной ретиналем. После того, как фотон поражает ретинальную молекулу, он сгибает и крутит, позволяя близлежащей аминокислоте взять протон.
Тогда протон оказывается в группе молекул воды в канале, близко к поверхности клеток; оттуда это скользит из клетки. Наконец, ретиналь выправляется, искажая два из helices канала.
Это открывает путь для нового протона из клетки для скольжения в насос.Вместе, бригады «достигли молекулярные детали» насоса, говорит морской микробиолог Эд Делонг из Научно-исследовательского института Monterey Bay Aquarium в Приземлении Мха, Калифорния.
И детали являются впечатляющими, он добавляет: «Это – удивительный пример того, как природа точно настроила этот механизм».* Лаборатория Совета по медицинским исследованиям Молекулярной биологии в Кембридже, Великобритания; Институт Структурной Биологии в Научно-исследовательском центре в Юлихе, Германия; Университет Жозефа Фурье в Гренобле, Франция; Биомедицинский Центр в Упсале, Швеция; и Медицинское отделение Университета штата Техас в Галвестоне.