Как шагает белок кинезин

Шрифт
0
Обсудить

кинезин

Еще в 2007 году японские исследователи сумели пронаблюдать под микроскопом работу одного из «молекулярных моторов» живой клетки — шагающего белка миозина V, который умеет активно передвигаться вдоль актиновых волокон и перетаскивать прикрепленные к нему грузы. Каждый шаг миозина V начинается с того, что одна из его «ног» (задняя) отделяется от актиновой нити. Затем вторая нога наклоняется вперед, а первая свободно вращается на «шарнире», соединяющем ноги молекулы, до тех пор, пока случайно не коснется актиновой нити. Конечный итог хаотического движения первой ноги оказывается строго детерминирован благодаря фиксированному положению второй.

кинезин

В основе любых активных движений, совершаемых живыми организмами (от движения хромосом при клеточном делении до мышечных сокращений), лежит работа «молекулярных моторов» — белковых комплексов, части которых способны двигаться друг относительно друга. У высших организмов важнейшими из молекулярных моторов служат молекулы миозина разных типов (I, II, III и т. д., вплоть до XVII), способные активно передвигаться вдоль актиновых волокон.

Многие «молекулярные моторы», в том числе миозин V, используют принцип шагающего движения. Они передвигаются дискретными шажками примерно одинаковой длины, причем впереди оказывается попеременно то одна, то другая из двух «ног» молекулы. Однако многие детали этого процесса остаются неясными.
Сотрудники физического факультета университета Васэда (Department of Physics, Waseda University) в Токио разработали методику, позволяющую наблюдать за работой миозина V в реальном времени под микроскопом. Для этого они сконструировали модифицированный миозин V, у которого стержни ног обладают свойством накрепко «приклеиваться» к тубулиновым микротрубочкам.

кинезин

Так миозин V шагает по актиновой нити. Движение происходит справа налево. Сначала одна из «ног» миозина (зеленая) отделяется от актиновой нити, затем другая нога (синяя) наклоняется вперед. После этого зеленая нога хаотически вращается на шарнире до тех пор, пока не наткнется на актиновую нить. Рис. из обсуждаемой статьи в Science

Добавляя в раствор модифицированного миозина V фрагменты микротрубочек, ученые получили несколько комплексов, в которых кусок микротрубочки приклеился только к одной ноге миозина V, а вторая осталась свободной. Эти комплексы сохранили способность «шагать» по актиновым волокнам, и за их движениями можно было наблюдать, поскольку фрагменты микротрубочек гораздо крупнее самого миозина, и к тому же их метили флуоресцирующими метками. При этом использовали два экспериментальных дизайна: в одном случае фиксировали в пространстве актиновое волокно, а наблюдения вели за движением фрагмента микротрубочки, а во втором фиксировали микротрубочку и наблюдали за движением фрагмента актинового волокна.

кинезин

В итоге «походку» миозина V удалось изучить в больших подробностях (см. первый рисунок). Каждый шаг начинается с того, что «задняя» нога миозина отделяется от актинового волокна. Затем та нога, которая осталась прикрепленной к волокну, резко наклоняется вперед. Именно в этот момент расходуется энергия (происходит гидролиз АТФ). После этого «свободная» нога (на рисунках — зеленая) начинает хаотически болтаться на шарнире. Это не что иное, как броуновское движение. Заодно, кстати, ученым удалось впервые показать, что шарнир, соединяющий ноги миозина V, совершенно не стесняет их движений. Рано или поздно зеленая нога касается своим концом актиновой нити и прикрепляется к ней. Место, где она прикрепится к нити (и, следовательно, длина шага) полностью определяются фиксированным наклоном синей ноги.

В эксперименте поиск актиновой нити свободной ногой миозина V занимал несколько секунд; в живой клетке это, видимо, происходит быстрее, поскольку там миозин шагает без гирь на ногах. Грузы — например, внутриклеточные пузырьки, окруженные мембранами — крепятся не к ногам, а к той части молекулы, которая на рисунке изображена как «хвостик».

Лучшие посты
Взрослый юмор: о самом главном и животрепещущем Взрослый юмор: о самом главном и животрепещущем Юмор — приколы  — картинки: пятничный выпуск Юмор — приколы — картинки: пятничный выпуск Прикольные комменты, забавные картинки и другие забавы Прикольные комменты, забавные картинки и другие забавы Веселые картинки, забавные фото и смешные комменты Веселые картинки, забавные фото и смешные комменты Картинки с подписями, забавные фото и шикарный юмор Картинки с подписями, забавные фото и шикарный юмор Блогер блогеру волк: Коваленко против Зелимхана Блогер блогеру волк: Коваленко против Зелимхана Танита Чочиева:  блогерша из Самары знает себе цену Танита Чочиева: блогерша из Самары знает себе цену Прикольные картинки, забавные комменты и другие интересности Прикольные картинки, забавные комменты и другие интересности Прикольные картинки: позитивны, веселые, свежие Прикольные картинки: позитивны, веселые, свежие Девка замуж хочет — подруга помогает Девка замуж хочет — подруга помогает Пятничные новые демотиваторы: от холодильника до котиков Пятничные новые демотиваторы: от холодильника до котиков Дочь Синди Кроуфорд Кайя Гербер сделала голую фотосессию для Vogue Дочь Синди Кроуфорд Кайя Гербер сделала голую фотосессию для Vogue Демотиваторы: лето, жара, юмор Демотиваторы: лето, жара, юмор Демотиваторы для настроения: женщины, мужчины и котики Демотиваторы для настроения: женщины, мужчины и котики Клод Манде и его нереальные миры и сочетания Клод Манде и его нереальные миры и сочетания Свежие демотиваторы: в новую неделю с новым зарядом Свежие демотиваторы: в новую неделю с новым зарядом Свердловская область, экологическая катастрофа — кислотные реки, зеленые берега Свердловская область, экологическая катастрофа — кислотные реки, зеленые берега Юмор для ценителей: от архитектуры до сказок Юмор для ценителей: от архитектуры до сказок Юлия Журавлева: сказочные и фантастические миры Юлия Журавлева: сказочные и фантастические миры Тесса Бойа — Терминатор из морской пехоты Тесса Бойа — Терминатор из морской пехоты Демотиваторы: добрый и легкий юмор Демотиваторы: добрый и легкий юмор Загадки с чердаков — что это за штука? Загадки с чердаков — что это за штука? Скандал с охранником из-за маски и дистанции Скандал с охранником из-за маски и дистанции Подросток в Чите искал славу: «Преступление года» Подросток в Чите искал славу: «Преступление года» Свежие демотиваторы: любимые герои и интересные сюжеты Свежие демотиваторы: любимые герои и интересные сюжеты Священная аббревиатура Древнего Рима: «S.P.Q.R.» Священная аббревиатура Древнего Рима: «S.P.Q.R.» Дмитрий Гордон высказал «серьезные угрозы» Владимиру Соловьеву Дмитрий Гордон высказал «серьезные угрозы» Владимиру Соловьеву Прикольные демотиваторы с утра пораньше Прикольные демотиваторы с утра пораньше Блогерша Анна Амбарцумян найдена мертвой в отеле Блогерша Анна Амбарцумян найдена мертвой в отеле Загадочные находки: что за непонятная вещь мне попалась Загадочные находки: что за непонятная вещь мне попалась
Еще посты