Ученые из Московского физико-технического института и Университета Гренобля обнаружили не известные ранее детали молекулярной структуры АТФ-синтазы — фермента, ответственного за синтез молекул АТФ, которые играют жизненно важную роль в любой эукариотической клетке.
Молекула аденозинтрифосфата
© Wikimedia Commons
АТФ-синтаза действует на внутренней мембране митохондрий или хлоропластов. Это огромный белок, фактически целый белковый комплекс, включающий в себя несколько субъединиц. Он представляет собой настоящий «мотор» молекулярного масштаба, состоящий из ротора и статора. Молекулярный ротор этого мотора похож на бочонок, погруженный в биологическую мембрану. Он образован белковыми С-субъединицами (от 8 до 17 штук у разных организмов), расположенными кольцом. Такая структура носит название С-кольца. Под действием потока протонов ротор вращается и в нем происходят процессы, превращающие молекулы аденозиндифосфорной кислоты в молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которые потом служат источником энергии для различных процессов в живых клетках. В 1997 году биохимики Пол Бойер из США и Джон Уокер из Великобритании за открытие роторного механизма АТФ-синтазы получили Нобелевскую премию по химии.
Общий вид дополнительных элементов внутри С-кольца с различных ракурсов: (A) — вид сбоку, (B) — срез С-кольца, (C) — вид сверху, (D) — детали дополнительных элементов внутри С-кольца. Спиралями показаны альфа-спирали белковых С-субъединиц.
© A. V. Vlasov et al./Scientific Reports.
Авторы нынешнего исследования впервые с высоким разрешением расшифровали структуру С-кольца АТФ-синтазы, выделенной из хлоропластов шпината. В процессе построения трехмерной компьютерной модели С-кольца биофизики заметили необычную деталь. «Мы обнаружили дополнительные элементы в виде окружностей внутри С-кольца. Вначале мы подумали, что это артефакт. Но, просматривая структуры С-колец разных организмов, полученных другими авторами, мы видели эти окружности снова и снова», — рассказывает сотрудник центра исследования молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ Алексей Власов. Больше всего Алексея и его коллег удивило, что другие авторы в своих работах не обращали внимания на окружности внутри С-кольца и не исследовали их природу.
Статья опубликована в журнале Scientific Reports
Источник: polit.ru
