Японские исследователи изучили механизм работы жгутиковых моторов бактерий
Бактериальные жгутиковые моторы представляют собой удивительный пример эффективности природных наномеханизмов. Эти микроскопические двигатели способны вращаться со скоростью до 42 000 оборотов в минуту, что почти в три раза превышает скорость вращения современного двигателя Формулы-1.
Жгутиковый мотор состоит из двух основных компонентов - ротора и статора. Ротор представляет собой крупную вращающуюся структуру, закрепленную в клеточной мембране, которая приводит в движение жгутик бактерии. Статоры - это меньшие по размеру структуры, содержащие ионные каналы, через которые могут проходить протоны или ионы натрия в зависимости от вида бактерий.
Недавнее исследование, проведенное группой ученых под руководством доцента Тацуро Нисикино из Нагойского технологического института, позволило детально изучить механизм работы жгутикового мотора бактерии Vibrio alginolyticus. С помощью криоэлектронной микроскопии исследователи смогли получить снимки статорных комплексов в различных состояниях и определить ключевые молекулярные полости для ионов натрия.
Ученые предложили модель, описывающую прохождение ионов натрия через статор. Субъединицы, формирующие статоры, расположены в виде кольца и действуют как размерные фильтры, пропускающие только ионы натрия в определенные полости. Это открытие имеет важное значение для разработки наномашин будущего, поскольку жгутиковые моторы являются молекулярными механизмами диаметром около 45 нанометров с практически 100-процентной эффективностью преобразования энергии, сообщает Proceedings of the National Academy of Sciences.