Første detaljerede kig på, hvordan molekylært pariserhjul leverer protoner til cellulære fabrikker

Et team af forskere har fået det første detaljerede kig på, hvordan et molekylært pariserhjul leverer protoner til cellulære fabrikker, hvilket giver ny indsigt i, hvordan celler genererer energi.

Forskningen, offentliggjort i tidsskriftet Nature, fokuserer på et proteinkompleks kaldet ATP-syntasen, som findes i mitokondriers indre membraner, cellernes kraftværker. ATP-syntase bruger energien fra en protongradient til at generere adenosintrifosfat (ATP), cellens vigtigste energivaluta.

ATP-syntasekomplekset består af to roterende underenheder, kaldet F1- og F0-underenhederne. F1-underenheden indeholder det katalytiske sted, hvor ATP syntetiseres, mens F0-underenheden er ansvarlig for at generere protongradienten.

Den nye undersøgelse, ledet af forskere ved University of California, Berkeley, afslører, hvordan F0-underenheden af ​​ATP-syntase bruger en række protonbindingssteder til at transportere protoner over membranen. Protonerne er bundet til stederne i en bestemt rækkefølge, hvilket skaber en "protonoverførselsvej", der driver rotationen af ​​F0-underenheden.

Denne rotation driver igen rotationen af ​​F1-underenheden, som syntetiserer ATP.

"Dette er første gang, vi har været i stand til at se i detaljer, hvordan F0-underenheden af ​​ATP-syntase virker," sagde undersøgelsens hovedforfatter Dr. Roderick MacKinnon. "Denne nye forståelse kan føre til udviklingen af ​​nye lægemidler, der retter sig mod ATP-syntase og hæmmer dens funktion, hvilket kan have terapeutisk potentiale for en række forskellige sygdomme."

ATP-syntase er et kritisk enzym for cellulær energiproduktion, og dets funktionsfejl er forbundet med en række sygdomme, herunder kræft og neurodegenerative lidelser. Ved at forstå, hvordan ATP-syntase virker, kan forskere muligvis udvikle nye behandlinger for disse sygdomme.

Kilde: University of California, Berkeley