Японские ученые объяснили принцип работы биологических наномоторов
Новости химии / Японские ученые объяснили принцип работы биологических наномоторов

Коллектив японских и американских ученых создал несложную действующую модель, позволяющую лучше понять принцип работы биологических наномоторов, сообщают исследователи в препринте своей статьи (ведущий автор - Анатолий Смирнов), выложенном на arXiv.org.

Биологическими наномоторами называют уникальные микроскопические двигатели, созданные природой: АТРсинтазу и флагеллярный мотор бактерий, позволяющий жгутиковым бактериям самостоятельно передвигаться в пространстве.

Кончик жгутика вращается за счет электростатического взаимодействия между его подвижным основанием диаметром около 50 нанометров (ротор) и неподвижно закрепленным в клеточной мембране комплексом (статор). По некоторым данным ротор может совершать до 1700 оборотов в секунду. Вращение его обеспечивается трансмембранным градиентом (перепадом концентраций) положительных ионов - Na+ и, главным образом, H+ (то есть просто протонов). АТРсинтаза устроена похожим образом.

Модель, созданная исследователями, представляет собой вращающее кольцо (ротор) с тремя "протоноприемниками" - точками, к которым могут присоединяться протоны. В присутствии постоянного электрического поля градиент протонов приводит к тому, что модель начинает вращаться.

По мнению исследователей, модель и теоретическое ее описание, в отличие от предыдущих работ, посвященных наномоторам, удовлетворительно объясняют, как флагеллярному мотору бактерий удается достичь исключительно высоких показателей: вращающий момент 2700-4600 пиконьютонов на нанометр, коэффициент полезного действия - около 90 процентов. Модель также показывает, как флагеллярный мотор может быстро менять направление вращения, что до сих пор оставалось непонятным.
 

      Смотрите также

      ИК-спектральное проявление водородных связей
      Кроме сил химического взаимодействия, приводящих к образованию валентных химических связей между атомами, в жидкой фазе и кристаллах существуют дополнительные силы притяжения между молекула ...

      Нептуний (Neptunium), Np
      Нептуний был впервые получен Э.М. Макмилланом и Ф.Х. Абельсоном в 1940 году. Назван в честь планеты Нептун. В природе содержится в качестве примеси в урановых рудах. Нептуний получают восстановлением ...

      Таллий (Thallium), Tl
      Знаменитый Крукс, был большим специалистом по спектроскопии. Прекрасно понимая, что спектроскоп - мощный инструмент отыскания новых элементов, Крукс исследовал с его помощью огромное количество различ ...