Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Nawigacja Nawigacja

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Molekularna blokada

Molekularna blokada

Naukowcy z UJ pokazują jak istotne dla przekazywania energii białka są zabezpieczone przed niekorzystnymi reakcjami ubocznymi. Odkryty mechanizm funkcjonuje zarówno w komórkach zwierzęcych, jak i roślinnych.

Więcej o nauce?! Dołącz do profilu strony. www NAUKA.uj.edu.pl na Facebooku 

Na łamach „Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)” ukazała się praca, prezentująca w nowym świetle mechanizm działania białek z rodziny cytochromów bc. Jak twierdzą naukowcy z Zakładu Biofizyki Molekularnej Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ – białka te działają w komórkach jak silniki molekularne. Uczestniczą one w procesach przekształcania energii świetlnej (w komórkach roślinnych), bądź zgromadzonej w pokarmach (komórki zwierzęce) na uniwersalny komórkowy nośnik energii – ATP, wykorzystywany do napędzania procesów życiowych.

 

Jak to działa?

Takie funkcjonowanie wspomnianych białek jest możliwe dzięki reakcjom przekazywania elektronu pomiędzy kolejnymi elementami złożonego łańcucha białkowego. W żywej komórce warunki nieustannie się zmieniają,  a przez to i tempo przepływu elektronu przez łańcuchy powinno być odpowiednio dostosowane. Niebezpieczne mogą być zwłaszcza momenty przestoju (np. gdy zapotrzebowanie na energię raptownie maleje), w których to elektrony mogłyby angażować się w reakcje uboczne, niekorzystne energetycznie, a nawet szkodliwe, tak jak powstawanie wolnych rodników w reakcji przeniesienia pojedynczego elektronu na tlen.

Przy użyciu zaawansowanych technik spektroskopowych badacze z UJ, wykryli nowy stan molekularny, który w sytuacji takiego „spowolnienia”, przytrzymuje elektron w bezpiecznej formie, niewchodzącej w reakcje z tlenem. Taki stan może trwać nawet parę sekund, co w porównaniu z innymi mikro- i millisekudowymi reakcjami oznacza bardzo długi czas. Jednocześnie elektron w tym stanie pozostaje w „gotowości” do „przeskoczenia” na kolejne elementy łańcucha, gdy tylko ten zostanie „odblokowany”.

Praca opublikowana w PNAS pokazuje, że opisywany, metastabilny stan występuje zarówno w komórkach zwierzęcych, jak i roślinnych. Okazuje się, iż w tych ostatnich pojawia się znacznie częściej, co może być powiązane z faktem, że w komórkach roślinnych stężenie tlenu jest wyższe. Takiej sytuacji nie przewidywał żaden z modeli działania, proponowany dotychczas dla tej grupy białek.

Naukowcy pokazują w ten sposób możliwy mechanizm, który zabezpiecza białka przed szkodliwymi reakcjami ubocznymi, które mogąc zajść w warunkach dostępu do tlenu. Pokazuje ona też ten element mechanizmu, który może przyczyniać się do tego, że działają one ze zdumiewająco wysoką sprawnością.

Autorami pracy w PNAS są Marcin Sarewicz, Łukasz Bujnowicz (wspólne pierwsze autorstwo) i Artur Osyczka (autor korespondencyjny) – wszyscy z Zakładu Biofizyki Molekularnej Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ, oraz Satarupa Bhaduri, Sandeep K. Singh i William A. Cramer z Purdue University w Stanach Zjednoczonych.
Polecamy również
Nagroda za inżynierię białek
Kosmiczne cząsteczki-duchy
Zmiany klimatu tworzą nowe wyspy [video]
Kurczak o zapachu basenu