Molekulare Maschinen: Wie Bewegung und andere Funktionen lebender Organismen aus reversiblen chemischen Veränderungen resultieren können

Zusammenfassung Bestimmte Modellproteine falten sich dramatisch und werden ordentlicher, wenn die Temperatur erhöht wird. Wenn die Temperatur erhöht wird, um das Falten und die Assemblierung voranzutreiben, können diese Modellproteine Gewichte heben und Arbeit verrichten; sie können Bewegung erzeugen. Die Temperatur von Warmblütern wird jedoch konstant gehalten. Daher kann Bewegung nicht aus einer Temperaturänderung resultieren. In diesem Fall kann eine Änderung der freien Energie, verursacht zum Beispiel durch eine Erhöhung der Konzentration eines chemischen Stoffes, die Temperatur, bei der der Übergang des Faltens und der Assemblierung des Proteins von über die physiologische Temperatur auf unterhalb der physiologischen Temperatur erfolgt, senken. Es wurde tatsächlich gezeigt, dass eine isothermische Erhöhung der Konzentration eines chemischen Stoffes zu Bewegung und einer effizienten Ausführung von Arbeit führt. Diese Modellproteine und der Mechanismus, den sie offenbaren, geben Einblick in die molekulare Grundlage für verschiedene biologische Funktionen; sie sind Modelle für die molekularen Maschinen, die den lebenden Organismus ausmachen, und sie bieten eine neue Klasse von Materialien für medizinische und nichtmedizinische Anwendungen.