Német kutatók sikeresen megmérték az egyik fehérjemotor, a kinezin mozgása során keletkező súrlódási erőt.

A súrlódás az az erő ami két érintkező felület egymáshoz való mozgását akadályozza. Molekuláris szinten ez azt az energia mennyiséget jelenti ami az érintkező felületek között kialakuló kémiai kötések deformálásához vagy megszüntetéséhez szükséges. A bonyolultabb molekulák, például fehérjék szerkezetében a súrlódás nagy szerepet játszhat a térszerkezet kialakításában. Különösen igaz ez a motorfehérjékre, ezek az apró nanogépezetek ugyanis kémiai kötések bontásával és újraépítésével képesek mozgást végezni.

Drezdában meg is próbálták megmérni az egyik legismertebb fehérjemotor, a kinezin mozgása során a súrlódás mértékét. A kinezin-8 ideális alany a kisérletekhez, mivel egy könnyen kezelhető hosszú pálcán, egy mikrotubulus kötegen lépkedve halad. Mozgása során nagy terheket cipel: akár egész kromoszómákat, vagy nagyobb vezikulumokat is mozgathat.

A kutatók lézercsipesszel mérték a motorfehérje ellenállását mozgás közben, ebből kiszámítható a súrlódás. Erik Schäffer, a kutatócsoport vezetője szerint alacsonyabb sebességeknél (1 µm/s) a súrlódás nagyjából 1 pN körül adódik a számítások szerint. Az elméleti kalkulációhoz használt számítás azonban csak alacsony sebességekre igaz. A mérési adatok szerint a súrlódás a sebesség növekedésével nem egyenletesen nő, így 10 µm/s-os sebességnél is csak 4 pN-nak adódik.

De hogy mindez miért fontos? Azért, mert mert a vizsgálat kimutatta, hogy egy ilyen nanomotor az aktív mozgás során rendkívül tapad. Komoly energiát fektet be ahhoz, hogy egy újabb lépést tegyen a célja felé. Az erős tapadásra viszont szüksége is van: így nagyobb terhek cipelésekor sem "csúszik meg" és akár hatalmas DNS darabokat is képes szállítani. Ennek ára viszont az alacsony sebesség: a kinezin mindössze 0.7 µm/s sebességgel halad, és a felhasznált energiájának akár az 50%-a (!) is a súrlódás leküzdésére fordítódhat. Ezek az eredmények közelebb vihetnek minket a molekuláris motorok jobb megértéséhez, és a jövő nanotechnológiai kutatásaihoz is fontos alapul szolgálhatnak.

Az írás a Science magazin cikke alapján készült.