Egymolekulájú mechanoenzimatika

A biofizika éves áttekintése

e-mail e-mail

Elias M. Puchner 1 és Hermann E. Gaub 2

1 Celluláris és Molekuláris Farmakológiai Tanszék, Kaliforniai Egyetem, San Francisco, Kalifornia 94158; e-mail: [e-mail védett]

2 Nanotudományi Központ és Fizikai Tanszék, Müncheni Egyetem, 80799 München, Németország; e-mail: [e-mail védett]

Absztrakt

A sejtes jelzőhálózatok képessége a belső és külső ingerek érzékelésére, feldolgozására és reagálására azok molekuláris felismerésen alapuló specifikus detektálásán és transzdukcióján alapszik. Azok a molekuláris mechanizmusok, amelyek révén az erőt a mechanoenzimatikus folyamatok specifikusan érzékelik, biokémiai jelekké alakítják át, és a sejtjelző hálózatokhoz vezetik, a közelmúltban elérhetővé váltak egymolekulás erőspektroszkópiával. Az ilyen mechanobiokémiai konverterek természetes reakciókoordinátájukon történő nyújtásával dinamikusan és nagyon precízen mérhetők a komplex mechanikus aktiválási utak és az azt követő biokémiai reakciók. A felfedezett mechanizmusok közösen jól hangolt erő által kiváltott konformációs változásokkal járnak, amelyek az aktív felismerési helyek expozíciójához vezetnek. Az újonnan kifejlesztett stratégiák lehetővé teszik a kutatók számára, hogy teszteljék a különböző konformációs állapotokat az aktivitás szempontjából, és tisztázzák a mechanikus architektúrákat, amelyek nagyon specifikus mechanikus aktivációs utakhoz vezetnek. Itt megvitatjuk az egymolekulájú mechanoenzimatika új területének előrelépéseit, és kiemeljük a tömegesen és in vivo tanulmányozott kiegészítő példákat.