Молекуларен мотор

Молекуларните мотори се биолошки молекуларни машини кои се неопходни при движењето кај живите организми. Општо земено, моторот може да се дефинира како направа која троши енергија во една форма и ја претвора во движење или механичка работа. На пример, многу молекуларни мотори засновани на белковини ја користат хемиската енергија ослободена од хидролизата на ATP за да изведат механичка работа. Во однос на енергетската ефикасност, овој тип на мотор може да биде супериорен на денешните мотори создадени од човекот. Една важна разлика меѓу молекуларните мотори и макроскопските мотори е дека молекуларните мотори дејствуваат во бања, средина во која флуктуациите од термалната бучава се значителни.

Прoвод на белковини

моторни белковини Анимација

Симулација на молекуларна динамика на синтетички молекуларен мотор составен од три молекули во нанопора (надворешен пречник 6,7 nm)

Примери

Некои примери на биолошки важни молекуларни мотори се:

• Цитоскелетни мотори
  • Миозинот е одговорен за мускулната контракција
  • Кинезинот пренесува одредени материи во клетките подалеку од јадрото долж микротубулите
  • Динеинот го дава аксонемалното треперење на трепките и камшичињата и исто така пренесува материи долж микротубулите кон клеточното јадро
• Полимеризациски мотори
  • Полимеризацијата на актинот дава сили и може да се користи за пропулзија. Притоа се користи ATP.
  • Полимеризација на микротубулите, при што се користи GTP.
  • Динаминот е одговорен за одделувањето на клатринските пупки од цитоплазматичната мембрана. Притоа се користи GTP.
• Ротирачки мотори:
  • Фамилијата на F_oF₁-АТФ-синтаза белковини ја претвора хемиската енергија од ATP во електрохемиска потенцијална енергија на протонски градиент долж мембраната или обратно. Катализата на хемиската реакција и движењето на протоните се спарени меѓусебно преку механичката ротација на делови од комплексот. На овој начин се синтетизира ATP во митохондриите и хлоропластите, а ваков механизам се среќава и при испумпувањето на протони долж мембраната на вакуолите^[1]
  • Бактериското камшиче одговорно за пливањето на E. coli и други бактерии делува како ригиден пропелер кој добива моќ од ротирачки мотор. Овој мотор е придвижуван од текот на протони низ мембрана, веројатно користејќи сличен механизам на тој од F_o моторот при синтезата на ATP.
• Мотори на нуклеинска киселина
  • РНК-полимеразата ја транскрибира РНК од ДНК калап.
  • ДНК-полимеразата ја претвора единечната ДНК во двојна ДНК-низа.
  • Хеликазите ги одвојуваат двојните низи на нуклеинските киселини пред транскрипцијата или репликацијата. За ова е потребeн ATP.
  • Топоизомеразите го редуцираат преголемото извивање на ДНК во клетката. Се користи ATP.
  • Комплексите на RSC и SWI/SNF го ремоделираат хроматинот во еукариотските клетки. Се користи ATP.
  • SMC белковината е одговорена за кондензацијата на хромозомите кај еукариотските клетки.
  • Виралните ДНК пакувачки мотори инјектираат вирална геномска ДНК во капсидите како дел од нивниот циклус на репликација
• Од страна на хемичарите се создадени синтетички молекуларни мотори кои ја поттикнуваат ротацијата.