П. Повар, К. Конюх и П. Плотник

Мембранные электромоторы

     В статье Тихонов А.Н. Молекулярные моторы. Часть 1. Вращающиеся моторы живой клетки описана конструкция двух важных примеров моторов, преобразующих запасённую в мембранах клетки энергию электрического поля в механическую энергию.

• АТФ-синтаза. Присутствующий во всех живых клетках фермент АТФ-синтаза имеет, как и изобрётённые человеком электромоторы, ротор и статор. В протонном канале статора, пронизывающем мембрану поперёк в направлении, близком к нормали, забираемый на положительно заряженной стороне мембраны протон, переходя на отрицательно заряженную сторону, разгоняется под действием поля. Ввиду малого угла между  вектором скорости и нормалью, полученная таким образом кинетическая энергия протона расходуется в находящемся на отрицательно заряженной стороне роторе – вращающемся активном центре АТФ-синтазы – в основном не для его вращения, а для отрыва от активного центра конечного продукта – молекулы АТФ. Далее молекула АТФ подхватывается активным центром другого фермента, где запасённая в ней энергия используется для осуществления какой-либо эндэргической реакции.
• Флагеллярный мотор бактерий. Конструкция этого мотора значительно сложнее, чем у АТФ-азы. Электрическое поле в цитоплазматической мембране также разгоняет протоны, однако для создания значительного крутящего момента на роторе нужно обеспечить достаточно большой угол между протонным каналом и нормалью к мембране. Как это делается, пока не вполне ясно.      

 

Дата последнего обновления:  01.05.10

Инженерно-физическая биология