Apa itu motor molekuler?

Motor molekuler adalah rakitan protein dalam lingkungan seluler organisme hidup yang, melalui lipatan kompleks dan proses kimia, dapat melakukan gerakan mekanik untuk berbagai keperluan, seperti mengangkut bahan atau muatan listrik dalam sitoplasma sel atau mereplikasi DNA dan lainnya dan lainnyasenyawa.Protein motorik molekuler juga mendasar bagi kontraksi otot dan tindakan seperti pergerakan bakteri melalui jenis gerakan renang yang digerakkan oleh baling-baling.Sebagian besar motor molekul alami memperoleh energi kimia untuk bergerak dari proses dasar yang sama dengan yang digunakan organisme untuk menghasilkan energi untuk dukungan kehidupan mdash;Dengan kerusakan dan sintesis senyawa adenosin triphosphate (ATP).

Meskipun pada motor molekul tingkat dasar melakukan banyak fungsi yang sama dengan motor elektro-mekanis pada skala manusia makroskopik, mereka beroperasi dalam jenis lingkungan yang jauh berbeda.Sebagian besar aktivitas motorik molekuler terjadi di lingkungan cair yang didorong oleh gaya termal dan secara langsung dipengaruhi oleh gerakan acak molekul di dekatnya, yang dikenal sebagai gerakan Brown.Lingkungan organik ini, bersama dengan sifat kompleks dari lipatan protein dan reaksi kimia yang diandalkan oleh motor molekul untuk berfungsi, telah membuat pemahaman tentang perilaku mereka yang telah mengambil penelitian selama beberapa dekade.

Penelitian dalam nanoteknologi pada atom dan molekulerSkala telah berfokus pada mengambil bahan biologis dan manufaktur motor molekuler yang menyerupai motor yang akrab dengan rekayasa sehari -hari.Contoh yang menonjol dari ini adalah motor yang dibangun oleh tim ilmuwan di Boston College of Massachusetts di AS pada tahun 1999 yang terdiri dari 78 atom, dan membutuhkan empat tahun kerja untuk dibangun.Motor memiliki spindel berputar yang akan memakan waktu beberapa jam untuk membuat satu revolusi dan dirancang untuk berputar hanya dalam satu arah.Motor molekuler bergantung pada sintesis ATP sebagai sumber energinya dan digunakan sebagai platform penelitian untuk memahami dasar -dasar transisi energi kimia ke dalam gerakan mekanik.Penelitian serupa telah diselesaikan oleh para ilmuwan Belanda dan Jepang menggunakan karbon untuk menghasilkan motor molekuler sintetis yang ditenagai oleh energi cahaya dan panas, dan upaya terbaru pada tahun 2008 telah mengembangkan metode untuk menciptakan motor yang menghasilkan tingkat torsi rotasi yang berkelanjutan.

Secara biologis, motor molekuler memiliki daftar fungsi dan struktur yang beragam.Motor transportasi utama didukung oleh protein myosin, kinesin, dan dynein, dan aktin adalah protein utama yang ada dalam kontraksi otot yang terlihat pada spesies yang beragam seperti ganggang bagi manusia.Penelitian tentang bagaimana fungsi protein ini telah menjadi sangat rinci pada tahun 2011 sehingga sekarang diketahui bahwa, untuk setiap molekul ATP yang dikonsumsi oleh molekul Kinesin sepanjang 50 nanometer, ia mampu memindahkan kargo kimia dari jarak 8 nanometer di dalamnyasel.Kinesin juga dikenal 50% efisien dalam mengubah energi kimia menjadi energi mekanik dan mampu menghasilkan daya 15 kali lebih banyak untuk ukurannya daripada mesin bensin standar.Penting untuk kontraksi otot, dan bentuk ATP yang disebut ATP synthase juga merupakan motor molekul yang digunakan untuk membangun adenosine difosfat (ADP) untuk penyimpanan energi sebagai ATP.Mungkin motor molekul alami yang paling luar biasa ditemukan pada 2011, bagaimanapun, adalah yang menggerakkan pergerakan bakteri.Proyeksi seperti rambut di bagian belakang bakteri yang disebut flagellum berputar dengan gerakan yang digerakkan baling-baling yang, jika diskalakan ke tingkat motor sehari-hari manusia, akan 45 kali lebih kuat daripada mesin bensin rata-rata.