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Zellen verwenden Wasser in Nano-Rotoren, um die Energieumwandlung anzutreiben

4. August 2010. In ähnlicher Weise wie die Turbine eines Wasserkraftwerks, das Elektrizität erzeugt, sind die natürlich vorkommenden Ionen-Turbinen aufgebaut und funktionieren als Rotoren im Enzym ATP-Synthase, einer molekularen Nanomaschine. Forscher am Max-Planck-Institut für Biophysik (Dr. Thomas Meier, seine Doktorandin Laura Preiss und Dr. Özkan Yildiz) haben in Zusammenarbeit mit einer Arbeitsgruppe an der Mount Sinai School of Medicine in New York (Drs. Terry Ann Krulwich und David Hicks) die Struktur einer solchen Turbine auf atomarer Ebene aufgeklärt. Das Ergebnis zeigte überraschenderweise, wie diese Turbine Wassermoleküle dazu benutzt, um Protonen besser an sich binden, um dadurch die Effizienz des Motors zu erhöhen. Diese grundlegend neue Erkenntnis konnte anhand eines extremophilen Bakteriums aus der Gattung Bacillus gewonnen werden. Durch die relativ nahe Verwandschaft dieser Ionenturbine mit derjenigen von krankheitserregenden Bakterien, zum Beispiel dem Erreger von Tuberkulose (Mycobacterium tuberculosis), und gleichzeitig auch dem Menschen, besteht nun die Hoffnung auf ein besseres Verständnis von der Wirkungsweise eines erst kürzlich entdeckten Antibiotikas, welches gegen Tuberkulose wirkt und dessen molekularer Angriffspunkt genau in der Turbine der ATP-Synthase lokalisiert wurde.  

 

Weitere Information: Preiss L, Yildiz O, Hicks DB, Krulwich TA, Meier T (2010) A New Type of Proton Coordination in an F1Fo-ATP Synthase Rotor Ring. PLoS Biol 8(8): e1000443. doi:10.1371/journal.pbio.1000443