UKE-Wissenschaftler wandeln chemische Energie in mechanische Arbeit um
Wissenschaftler:innen des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf (UKE) haben die Architektur, den kompletten Funktionszyklus und den Mechanismus mithilfe der 2017 mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Kryoelektronenmikroskopie aufgezeigt, mit denen ein molekularer Motor – ein sogenannter RuvAB-Schenkelwanderungskomplex („branch migration complex“) – chemische Energie in mechanische Arbeit umwandelt.

Die Forschenden haben einen komplexen und komplizierten Bauplan vorgelegt, der erklärt, wie die RuvB AAA+-Motoren unter der Kontrolle des RuvA-Proteins arbeiten, um eine synchronisierte DNA-Translokation durchzuführen. Ihre Ergebnisse wurden jetzt in "Nature" veröffentlicht.

„Wir konnten sieben verschiedene Konformationszustände sichtbar machen und zeigen, wie die hexamerförmigen, miteinander verbundenen Elemente zyklisch zusammenarbeiten", erklärt Erstautor Jiri Wald aus dem UKE-Institut für Struktur- und Systembiologie, das im Zentrum für strukturelle Systembiologie (CSSB) auf dem DESY-Gelände in Bahrenfeld angesiedelt ist. „Wir haben auch gezeigt, dass der RuvB-Motor ATP-Energie in eine Hebelbewegung umwandelt, die die Kraft erzeugt, die die Schenkelwanderung antreibt. Wir waren erstaunt über die Entdeckung, dass die Motoren einen einfachen Hebelmechanismus nutzen, um das DNA-Substrat zu bewegen. Insgesamt weisen der sequenzielle Mechanismus, die Koordination und die Art der Krafterzeugung des RuvAB-Motors konzeptionelle Ähnlichkeiten mit Verbrennungsmotoren auf.“

AAA+-Motoren werden häufig in anderen biologischen Systemen verwendet, zum Beispiel beim Proteintransport. Daher kann dieses detaillierte Modell des RuvB-AAA+-Motors als Blaupause für ähnliche molekulare Motoren verwendet werden. „Wir verstehen jetzt, wie der Motor funktioniert und können ihn nun mit einigen kleinen Anpassungen in ein anderes System einbauen oder ihn in seiner Funktionsweise mit einer neuen und noch zu entwickelnden Generation von Antikörpern inhibieren, um bakteriellen Infektionen entgegenzuwirken“, sagt Prof. Dr. Thomas Marlovits, Direktor des Instituts für Struktur- und Systembiologie.

Literatur: Jiri Wald et al. Mechanism of AAA+ ATPase-mediated RuvAB-Holliday junction branch migration; Nature, 2022

Kontakt für Rückfragen: Prof. Dr. Thomas Marlovits, Institut für Struktur- und Systembiologie.

Quelle: PI UKE, 25.08.2022
(map)
Zurück zur Startseite
Weitere Newsmeldungen
Zum Archiv

Quellen-URL (abgerufen am 29.03.2024 - 14:43): http://www.neuromedizin.de/Forschung/UKE-Wissenschaftler-wandeln-chemische-Energie-in-mechanische.htm
Copyright © 2014 | http://www.neuromedizin.de ist ein Dienst der MedienCompany GmbH. | Medizin-Medienverlag | Amselweg 2, 83229 Aschau i. Chiemgau | Geschäftsführer: Beate Döring | Amtsgericht Traunstein | HRB 19711 | USt-IdNr.: DE 223237239