Ano ang mga molekular na motor?

Ang mga molekular na motor ay mga asembleya ng mga protina sa loob ng cellular na kapaligiran ng mga nabubuhay na organismo na, sa pamamagitan ng kumplikadong mga proseso ng pagtitiklmga compound.Ang mga protina ng molekular na motor ay pangunahing din sa mga pagkontrata ng kalamnan at kilos tulad ng paggalaw ng bakterya sa pamamagitan ng isang uri ng paggalaw na hinihimok ng propeller.Karamihan sa mga likas na molekular na motor ay nakakuha ng enerhiya ng kemikal para sa paggalaw mula sa parehong pangunahing proseso na ginagamit ng mga organismo upang makabuo ng enerhiya para sa suporta sa buhay at mdash;Sa pamamagitan ng pagkasira at synthesis ng compound adenosine triphosphate (ATP).

Kahit na sa isang pangunahing antas ng molekular na motor ay nagsasagawa ng marami sa parehong mga pag-andar tulad ng mga electro-mechanical motor sa macroscopic scale ng tao, nagpapatakbo sila sa isang iba't ibang uri ng kapaligiran.Karamihan sa aktibidad ng molekular na motor ay nagaganap sa isang likidong kapaligiran na hinihimok ng mga thermal na puwersa at direktang apektado ng random na paggalaw ng kalapit na mga molekula, na kilala bilang paggalaw ng Brownian.Ang organikong kapaligiran na ito, kasama ang kumplikadong likas na katangian ng natitiklop na protina at mga reaksyon ng kemikal na ang isang molekular na motor ay umaasa upang gumana, ay gumawa ng pagkakaroon ng pag -unawa sa kanilang pag -uugali na kinuha ng mga dekada ng pananaliksik.Ang scale ay nakatuon sa pagkuha ng mga biological na materyales at pagmamanupaktura ng mga molekular na motor na kahawig ng mga motor na kung saan pamilyar ang pang -araw -araw na engineering.Ang isang kilalang halimbawa nito ay isang motor na itinayo ng isang pangkat ng mga siyentipiko sa Boston College of Massachusetts sa US noong 1999 na binubuo ng 78 atoms, at tumagal ng apat na taong trabaho upang mabuo.Ang motor ay may umiikot na spindle na tatagal ng maraming oras upang gumawa ng isang rebolusyon at idinisenyo upang paikutin sa isang direksyon lamang.Ang molekular na motor ay umasa sa synthesis ng ATP bilang mapagkukunan ng enerhiya nito at ginamit bilang isang platform ng pananaliksik upang maunawaan ang mga batayan ng paglipat ng enerhiya ng kemikal sa paggalaw ng mekanikal.Ang magkatulad na pananaliksik ay mula nang nakumpleto ng mga siyentipiko ng Dutch at Hapon na gumagamit ng carbon upang makabuo ng mga sintetikong molekular na motor na pinapagana ng ilaw at init ng enerhiya, at ang mga kamakailang pagtatangka noong 2008 ay nakabuo ng isang pamamaraan para sa paglikha ng isang motor na gumagawa ng isang tuluy -tuloy na antas ng pag -ikot ng metalikang kuwintas.

Biologically, ang mga molekular na motor ay may magkakaibang listahan ng mga pag -andar at istruktura.Ang mga pangunahing motor ng transportasyon ay pinapagana ng mga protina na myosin, kinesin, at dynein, at ang actin ay ang pangunahing protina na naroroon sa mga pagkontrata ng kalamnan na nakikita sa mga species na magkakaibang bilang algae sa mga tao.Pananaliksik sa kung paano ang pag-andar ng mga protina na ito ay naging detalyado noong 2011 na ngayon ay kilala na, para sa bawat molekula ng ATP na ang isang 50-nanometer-long molekula ng kinesin consumes, nagagawa nitong ilipat ang kemikal na kargamento ng layo na 8 nanometer sa loobisang cell.Ang Kinesin ay kilala rin na 50% na mahusay sa pag -convert ng enerhiya ng kemikal sa mekanikal na enerhiya at may kakayahang makagawa ng 15 beses na higit na lakas para sa laki nito kaysa sa isang karaniwang gasolina na maaaring.Mahalaga sa mga pagkontrata ng kalamnan, at ang isang form ng ATP na tinatawag na ATP synthase ay isa ring molekular na motor na ginamit upang makabuo ng adenosine diphosphate (ADP) para sa pag -iimbak ng enerhiya bilang ATP.Marahil ang pinaka -kapansin -pansin na natural na molekular na motor na natuklasan noong 2011, gayunpaman, ay ang nagpapagana sa paggalaw ng bakterya.Ang isang hair-like projection sa likod ng isang bakterya na tinatawag na isang flagellum spins na may isang propeller na hinimok na paggalaw na, kung na-scale hanggang sa antas ng tao ng pang-araw-araw na motor, ay magiging 45 beses na mas malakas kaysa sa average na gasolina engine.