Mycoplasma mobile переходит на повышенную передачу: обнаружен сдвоенный мотор, модифицированный из АТФ-синтазы
Более 20 лет Макото Мията из Городского университета Осаки изучал скользящую подвижность паразитической бактерии Mycoplasma mobile (M. mobile). Этот механизм состоит из внешней «хватательной» структуры и внутреннего «мотора», молекулярная природа которого оставалась неясной.
В сотрудничестве с Университетом Осаки и Университетом Канадзавы исследовательская группа использовала электронную микроскопию и высокоскоростную атомно-силовую микроскопию (high-speed AFM). Они выяснили, что молекулярный мотор бактерии состоит из двух комплексов, похожих на АТФ-синтазу, что указывает на неожиданную эволюцию белка. Результаты опубликованы в mBio.
На основе генетической информации ранее предполагалось, что молекулярный мотор M. mobile эволюционировал из белка, синтезирующего АТФ (АТФ-синтазы), но это не было подтверждено. АТФ — важное вещество, вырабатываемое в митохондриях, которое обеспечивает энергией молекулярные моторы почти всех живых существ, включая скольжение M. mobile.
«К нашему удивлению, мы обнаружили, что мотор M. mobile представляет собой цепь из двух молекул, похожих на АТФ-синтазу, заключённых в сложную цилиндрическую структуру», — сказал Макото Мията. Такого раньше не наблюдали.
Команда выделила белки из клетки M. mobile. Используя электронную микроскопию с негативным контрастированием, они обнаружили сдвоенный мотор, где каждая часть структурно похожа на АТФ-синтазу.
«Нам нужно увидеть эту димерную цепь АТФ-синтазы в действии, чтобы понять, как она обеспечивает скользящее движение M. mobile», — сказал Нориюки Кодера из Университета Канадзавы.
С помощью передовой high-speed AFM, разработанной в Институте нанобионаук Университета Канадзавы, команда планирует подтвердить вращательную природу молекулярного мотора во время гидролиза АТФ.
Поскольку архитектура скользящего мотора похожа на АТФ-синтазу, «возможно, эти цепи имеют общее эволюционное происхождение», — сказал Такума Тойонага, научный сотрудник Городского университета Осаки.
Это открытие стало прорывом в понимании эволюции клеток и белков и приблизило к пониманию принципов работы подвижности. Ожидается, что это послужит основой для разработки наноразмерных устройств и фармацевтических препаратов.