Как шагает белок кинезин

Шрифт


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».


  1. Илья
Оставить комментарий
Лучшие посты
Осколки истории : Интересные и редкие ретро-фотографии (96 фото) Осколки истории : Интересные и редкие ретро-фотографии (96 фото) Не детские фото с последнего звонка в Ростове Не детские фото с последнего звонка в Ростове Позитив: Прикольные картинки и комменты (71 фото) Позитив: Прикольные картинки и комменты (71 фото) Российской фанаткой-красавицей оказалась звезда особых фильмов Наташа Немчинова Российской фанаткой-красавицей оказалась звезда особых фильмов Наташа Немчинова Boobpack — новый тренд из Японии Boobpack — новый тренд из Японии О чем говорят женщины на форумах и пабликах (7 скринов) О чем говорят женщины на форумах и пабликах (7 скринов) Осколки истории : Интересные и редкие ретро-фотографии (63 фото) Осколки истории : Интересные и редкие ретро-фотографии (63 фото) 24 раза, когда попросила слегка не того чуть-чуть отфотошопить 24 раза, когда попросила слегка не того чуть-чуть отфотошопить Подборочка картинок (60 фото) Подборочка картинок (60 фото) 22 необычные находки в самых необычных местах 22 необычные находки в самых необычных местах Прикольные картинки, комменты и фото 29.05.18 (44 фото) Прикольные картинки, комменты и фото 29.05.18 (44 фото) Демотиваторы 01.06.18 (29 фото) Демотиваторы 01.06.18 (29 фото) Веселые комментарии из социальных сетей (59 фото) Веселые комментарии из социальных сетей (59 фото) Картинки с подписями: Жизнь как она есть (Часть 2 -26 фото) Картинки с подписями: Жизнь как она есть (Часть 2 -26 фото) Новые законы для россиян с 1 июня 2018 года Новые законы для россиян с 1 июня 2018 года Актер Джет Ли изменился до неузнаваемости из-за болезней Актер Джет Ли изменился до неузнаваемости из-за болезней Позитивные комментарии и высказывания из социальных сетей 01.06.18 (50 фото) Позитивные комментарии и высказывания из социальных сетей 01.06.18 (50 фото) Позитивные фото и забавные картинки (52 фото) Позитивные фото и забавные картинки (52 фото) «Ждуля» Любочка все же дождалась… «Ждуля» Любочка все же дождалась… СССР: вещи и явления, которые школоте не понять (48 фото) СССР: вещи и явления, которые школоте не понять (48 фото) Чем заняться родителям в декрете=) (10 фото) Чем заняться родителям в декрете=) (10 фото) Понедельничные картинки с подписями (36 фото) Понедельничные картинки с подписями (36 фото) Подборочка интересных и веселых картинок (68 фото) Подборочка интересных и веселых картинок (68 фото) 35 необычайно захватывающих и неповторимых фото 35 необычайно захватывающих и неповторимых фото 25 жутко-необычных лотов, найденных на барахолках от которых явно не по себе 25 жутко-необычных лотов, найденных на барахолках от которых явно не по себе Прикольные картинки и забавные фото (31 фото) Прикольные картинки и забавные фото (31 фото) Картинки с подписями: Жизнь как она есть (Часть 4 -15 фото) Картинки с подписями: Жизнь как она есть (Часть 4 -15 фото) История одного жителя: К чему привела оптимизация РЖД История одного жителя: К чему привела оптимизация РЖД С Пятницей всех =) С Пятницей всех =) Сделать крутой снимок и не упустить шанс (22 фото) Сделать крутой снимок и не упустить шанс (22 фото)
Еще посты