Mechanism of Functional Expression of the Molecular Machines

این مختصر مکانیسم بیان عملکردی یک پروتئین یا کمپلکس پروتئین با استفاده از چرخه هیدرولیز ATP یا نیروی محرکه پروتون را از دیدگاه منحصر به فردی که بر نقش آب متمرکز شده است، مورد بحث قرار می دهد. فرآیندهای مختلفی مانند حرکت یک طرفه یک پروتئین با موتور خطی در امتداد یک رشته، وارد کردن یک پروتئین تا نشده به یک چاپرونین و آزادسازی پروتئین تا شده از آن، انتقال سوبستراهای متنوع در سراسر غشاء توسط یک ناقل، و چرخش مستقیم زیرواحد مرکزی در یک مجتمع پروتئین موتور چرخشی این موضوعات به صورت یکپارچه در چارچوب نظری یکسان مورد بحث قرار می گیرند. نویسنده استدلال می کند که آب نقش های ضروری در بیان عملکردی این ماشین های مولکولی ایفا می کند. یک عامل محوری، نیروی آنتروپیک یا پتانسیل ناشی از جابجایی انتقالی مولکول‌های آب است که با ماشین‌های مولکولی در کل سیستم وجود دارند.

This brief discusses the mechanism of functional expression of a protein or protein complex utilizing the ATP hydrolysis cycle or proton-motive force from a unique point of view focused on the roles of water. A variety of processes are considered such as the unidirectional movement of a linear-motor protein along a filament, insertion of an unfolded protein into a chaperonin and release of the folded protein from it, transport of diverse substrates across the membrane by a transporter, and directed rotation of the central subunit within a rotatory motor protein complex. These topics are discussed in a unified manner within the same theoretical framework. The author argues that water plays imperative roles in the functional expression of these molecular machines. A pivotal factor is the entropic force or potential originating from the translational displacement of water molecules coexisting with the molecular machines in the entire system.