В «молекулярном моторе» нашли лишнюю деталь

13 января 2020
87

Неожиданную деталь в молекуле АТФ-синтазы, которая помогает вырабатывать энергию в клетках живых организмов, нашли ученые из России и Франции. Свои результаты биофизики опубликовали на страницах журнала Scientific Reports.

АТФ-синтаза получило свое название за то, что производит молекулы АТФ, в связях которых клетка запасает энергию. Кроме того, ее часто называют молекулярным мотором: она работает по схожему принципу, и, как и обычные моторы, состоит из подобия ротора (совершающего вращательные движения) и статора (неподвижной части). Этот мотор работает во внутренней мембране митохондрий и хлоропластов, где клетка производит энергию. «Ротор» АТФ-синтазы похож на бочонок и состоит из белковых С-субъединиц (от 8 до 17 штук у разных организмов), расположенных по кругу. Такая структура носит название С-кольца. Ученые из МФТИ совместно с коллегами из французского Гренобля впервые с высоким разрешением расшифровали структуру С-кольца из хлоропластов шпината и нашли в ней дополнительные элементы — окружности с неизвестными функциями.

« Вначале мы подумали, что это артефакт. Но, просматривая структуры С-колец разных организмов, полученных другими авторами, мы видели эти окружности снова и снова», — рассказывает Алексей Власов, сотрудник центра исследования молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ. Больше всего ученых удивило, что авторы предыдущих исследований знали, что внутри кольца есть некое наполнение, но оставили эти детали без внимания. При помощи моделирования и биохимических экспериментов удалось выяснить, что таинственные окружности — это молекулы из группы хинонов, которые в биологических системах часто работают как переносчики электронов. В митохондриях эту роль выполняют убихиноны, а в хлоропластах — пластохиноны. Но функции хинонов внутри С-кольца пока неизвестны. По одному из предположений, согласно которому С-кольцо служит порой в мембране митохондрии, они могут участвовать в самоубийстве клетки. Значение этого, возможно, революционного открытия только предстоит установить.