Что приводит в действие молекулярный мотор?

Исследователи из Университета Пэрдью и Католического Университета Америки, работающие под руководством Венигалла Рао (Venigalla B. Rao) расшифровали структуру фермента, управляющего «молекулярными моторами», отвечающими за динамическую суперспирализацию ДНК в головном сегменте вирусов в процессе их самосборки.

Структура бактериофага T4

Фермент АТФаза обеспечивает передачу энергии молекулярному мотору, ответственному за упаковку ДНК бактериофага Т4 в капсид (головку вируса). Подобный способ работы молекулярных моторов реализуется и при самоорганизации других вирусов, в том числе и вируса герпеса человека. Открытие американских ученых является первым примером расшифровки структуры АТФазы.

При воспроизводстве вируса сначала формируется белковый капсид, после чего ДНК вируса самоорганизуется, заполняя собой защитную оболочку. Энергия, необходимая для функционирования «мотора-упаковщика» производится в ходе расщепления молекулы АТФ на АДФ и фосфатную группировку.

Молекулярный мотор, управляющий упаковкой ДНК вируса, располагается в том месте бактериофага, где его «голова» связывается с «хвостом». После окончания фазы упаковывания ДНК в капсид мотор «отключается», позволяя хвосту вируса прикрепиться к голове. Благодаря одноименным (отрицательным) зарядам азотистых оснований нуклеотиды ДНК отталкиваются при сближении, создавая повышенное давление в ограниченном пространстве капсида. Функция молекулярного мотора заключается в противодействии этому давлению для успешного погружения ДНК в белковую оболочку.

Исследователи предлагают механизм работы молекулярного мотора, сравнивая структуру АТФазы со структурой другого, сходного класса ферментов – геликаз. Геликазы используются клеткой при расплетении двухцепочечных ДНК на отдельные нити в ходе репликации. Возможно, что при упаковке ДНК в капсид вируса используется такой же механизм сплетения/расплетения.

www.chemport.ru