Starke Molekül Größe Federn entdeckt


Forscher haben entdeckt, der Natur Miniatur innerhalb der Proteine aus vielen lebenden Zellen Federn. Diese Proteine könnten eines Tages in unglaublich kleinen Entwicklungsmaschinen im Nano-Bereich eingesetzt werden.

Nanomaschinen kann die Größe von wenigen Molekülen. Ein Nanometer entspricht einem Milliardstel Meter. Wissenschaftler stellen Nanomaschinen zu verwenden, um andere kleine Produkte für Computer und andere Hightech-Produkte produzieren und zur Verbesserung von Gesundheit und Langlebigkeit durch die Navigation im Inneren des Körpers nach Problemen suchen und Medikamente zu liefern.

Wie die meisten Maschinen erfordern Nanomaschinen Teile wie Motoren, Ventile und Federn. Diese winzige Teile konstruieren ist eine Herausforderung. Eine Alternative kann sein zu verwenden, was die Natur bereits zur Verfügung gestellt hat.



Künstlers Konzept von der Ankyrin-Repeat-(AR)-wiederholt Nanospring. Bildnachweis: Peter Michaely, University of Texas Southwestern Medical Center in Dallas



Atomic Force Mikroskopbild von einem Protein-Nanospring zeigt seine gewickelte Struktur. Bildnachweis: Duke University

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MicroMachines

Mikroskopische Kunst

Wie üblich Federn

Natur des winzigen Spulen, die Proteinkomponenten Ankyrin wiederholtgenannt sind, "'klassische' Federn aus einem Stahldraht ähneln", sagt Piotr Marszalek, Professor für Maschinenbau und Materialwissenschaften an der Duke Pratt School of Engineering.

Im Gegensatz zu den meisten Proteine haben Ankyrin-Repeat-(AR)-Wiederholungen eine ungewöhnliche Spiralform, die Kraft beim ausgedehnt oder zusammengezogen erzeugen kann.

"Wir jetzt entwerfen können Ankyrin-Repeat-(AR)-Proteine mit einer größeren Anzahl von Wiederholungen, Bio-inspirierte Nanosprings mit mehreren Umdrehungen oder sogar federnden"Nanomattresses"zu arbeiten, wie Federn, die Tore öffnen können oder als Stoßdämpfer zu entwickeln," sagte Marszalek.

Mit Blick auf die Struktur von anderen Proteinen, Marszalek und Kollegen hatte eine Ahnung, dass Ankyrin-Repeat-(AR)-Wiederholungen besitzen einige elastische Eigenschaften würde, aber niemand hatte sie gestreckt weit genug.

"Kein anderes Protein bisher hinsichtlich ihrer Elastizität untersucht offenbart ein solches Verhalten." Marszalek erzählte LiveScience. " Wenn übermäßige Kräfte [auf] die Spiralstruktur angewendet werden, es kann brechen und der Einzelnutzen entfalten können. Jedoch wird die äußere Kraft losgelassen, werden die Wiederholungen erneut Falten sofort neu die Spirale und somit ihre elastischen Eigenschaften vollständig zu erholen."

Entscheidende Rolle

Ankyrin Wiederholungen sind wichtig für die Zellfunktion, so verstehen Wissenschaftler besser helfen sollte begreifen, wie bestimmte Dinge in der Körperfunktion.

Vermitteln sie die Interaktion zwischen anderen Proteinen. Zum Beispiel im Rahmen der spezialisierten Haarzellen des Innenohrs, sie beteiligen sich an Umwandlung mechanische Signale, wie Ton, zu elektrischen – ein Schlüssel zu hören, erklärt Marszalek.

Die spiralförmigen Ankyrin-Repeat-(AR)-Wiederholungen sind in mehr als 400 menschliche Proteine in verschiedenen Geweben gefunden. Zellen verwenden sie höchstwahrscheinlich zu interpretieren und Truppen aus ihrer Umgebung spüren.

Die Entdeckung war in diesem Monat in der Online-Version der Zeitschrift Naturedetailliert.

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