ТАСС, 9 января. Ученые выяснили, что в структуре фермента АТФ-синтазы, главного производителя энергии и "мотора" всех живых клеток, есть "лишний" компонент, функции которого пока остаются загадкой для ученых. Об этом сообщила пресс-служба Московского физико-технического института.
Фермент АТФ-синтаза - ключевой элемент хлоропластов растений и митохондрий животных, главных "энергостанций" их клеток. Он отвечает за сборку молекул аденозинтрифосфата (АТФ) - главной клеточной "энерговалюты", которой пользуются фактически все остальные компоненты клеток.
По своей структуре АТФ-синтаза похожа на своеобразный электрический мотор. Роль его "ротора" играет бочонкообразная молекула, которая состоит из нескольких белковых молекул, так называемых С-субъединиц, объединенных в своеобразное кольцо. Эта структура непрерывно вращается, формируя новые молекулы АТФ и выбрасывая их в окружающую среду.
Несмотря на то, что принципы устройства и механизмы работы этого биологического "молекулярного мотора" биологи хорошо изучили еще в прошлом веке, точная его структура оставалась неизвестной. Только недавно, после появления первых криоэлектронных микроскопов, российские и зарубежные исследователи приступили к решению этой задачи.
Клеточная механика
В частности, недавно ученые из МФТИ и их коллеги из Франции, Германии, а также Объединенного института ядерных исследований в Дубне, получили первые детальные фотографии "ротора" АТФ-синтазы, извлеченной из клеток шпината.
"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", - рассказал один из авторов работы, сотрудник МФТИ Алексей Власов.
Эти странные структуры, как показали последующие эксперименты и результаты теоретических расчетов, представляли собой молекулы хинонов, ароматических углеводородов, которые часто играют роль переносчиков электронов внутри митохондрий и хлоропластов. В этом случае, как отмечают Власов и его коллеги, роль и функция этих молекул пока остается загадкой для науки.
При этом российские исследователи предполагают, что молекулы хинонов могут играть важную роль в защите белковых элементов АТФ-синтазы от различных агрессивных молекул. Соответственно, их исчезновение из "ротора" может служить одной из причин дестабилизации митохондрий, появления пор внутри них и гибели всей клетки в целом. Так это или нет, биофизики планируют выяснить в ходе последующих экспериментов, в рамках которых они получат еще более качественные фотографии С-субъединиц.