ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Самый маленький электрический мотор в природе из "Решаемые и нерешаемые проблемы биологической физики" Рассмотрим более подробно детали структуры АТРсинтазы митохондрий, изображенной на рис. 4.26. Комплекс Р, погружен в водную фазу и содержит, как уже было сказано, 9 субъединиц За, зр, 7,6, е. Гексамер (За+ ЗР) имеет форму слегка приплюснутой сферы высотой 8 нм и шириной 10 нм. Центр сферы связан с выступом р субъединицы, нижняя часть которой выдвинута из сферы примерно на 3 нм в комплекс Рц. Субъединица 6 соединяет верхнюю часть гексамера. Субъединицы 7 и е подвижны. Они образуют ротор, вращающийся внутри статора — гексамера (За + Зр). [c.110] Имеются убедительные доказательства того, что роторная часть АТРсинтазы действительно вращается как во время синтеза, так и гидролиза АТР. Мы опишем здесь только два типа экспериментальной техники, разработанных немецкими [74] и японскими [75, 76] учеными. [c.111] Юнге и его сотрудники [74] регистрировали вращательное движение 7 субъединицы, пометив ее химически связанным эозиновым красителем. Гексамер (За -Ь 3/J) сделали неподвижным, прикрепив его к ионно-обменной смоле. Вращение эозина меняет его ориентацию в пространстве и некоторые его оптические характеристики. Бьшо обнаружено, что характерное время поворота эозина составляет около 100 мкс, что практически совпадает со временем, требуемым для гидролиза одной молекулы АТР изолированным комплексом F,. Вращение происходит только во время работы фермента и блокируется ингибиторами гидролиза АТР. [c.111] После первых пионерских работ появилось несколько статей с более подробным описанием структуры и функционирования этого уникального электрического мотора [77-79]. [c.113] Совсем недавно аналогачный подход был использован Беккером [80] для описания работы миозиновой АТРазы, ответственной за мышечное сокращение. Беккер ввел понятие кинетического равновесия сил как ведущего принципа механической модели мышечного сокращения. [c.113] Мы описали здесь конструкцию и способ действия только одной биохимической молекулярной машины. До настоящего времени это сделано примерно для дюжины ферментов, и это число быстро растет вместе с потоком публикаций. [c.113] Подведем теперь итога общим идеям главы. Функционирование фермента (включая процесс внутриклеточной трансформации энергаи) обеспечивается участием выделенных механических степеней свободы в макромолекулярных конструкциях — машинах. Катализируемая ферментом химическая реакция начинается с локального возмущения, которое вызывает образование конформационно неравновесного состояния макромолекулярного комплекса (фермент—субстрат). В биологических системах превращение субстрата в продукт, как и любой другой связанный с энергаей акт, осуществляется в ходе конформационной релаксации таких комплексов. [c.113] Молекулярные машины в биологаческих системах работают не так, как обычные макроскопические тепловые машины. Тепловые степени свободы нельзя рассматривать как резервуар, энергая которого непосредственно используется для реализации элементарного акта ферментативной реакции. [c.113] Общие идеи о роли сохраняемой энергаи , конформационной релаксации вдоль выделенных механических степеней свободы . [c.113] Очевидно, проблема стрелок , сформулированная в начале этой главы, принадлежит к числу решаемых. [c.114] Вернуться к основной статье