hirsh_ben_arie (idelsong) wrote,
hirsh_ben_arie
idelsong

Category:
С подачи lkitross (в ФБ) узнал о белковых нанопроводах.

Бактерии рода Geobacter живут в почве и участвуют в разложении органических остатков. В почве анаэробные условия, и при отсутствии кислорода бактерии используют другие акцепторы электронов - среди прочего, нерастворимые частицы оксида железа (III).

Но с нераствотимыми частицами проблема: чтобы передать на такую частицу электрон, надо ее физически касаться, а она не находится в растворе, а лежит где-то в одном месте.

У многих бактерий на поверхности есть пили (pilus=волосок, мн. pili) - самособирающиеся белковые структуры, использываемые, как правило, для адгезии бактерий. У нормальных бактерий пили состоят из нескольких разных белков.

У Geobacter белок пилей - пилин - сильно у корочен, от него остался только коротенький обрывок в ~60 аминокислот.

MBT2-11-979-g003

Слева - структура "классического" пилина из другой бактерии, справа - пилин из Geobacter, представляющий собой только небольшой кусочек из первой молекулы. Классический пример создания новой функции из подручных средств.

Он легко собитается в очень простую структуру толщиной 3 нм, очень богатую ароматическими аминокислотами - тирозином и фенилаланином. Плотность их вдоль пиля такая, что они практически касаются друг друга, создавая вдоль всего пиля туннель из π-орбиталей. Поэтому такой пиль проводит электрический ток практически так же, как графит.

Picture1
Слева: молекулы пилина собираются в общую структуру. Одна молекула обозначена оранжевым. Справа - ароматические аминокислоты в составе собранной структуры.

MBT2-11-979-g001
Слева - электронная фотография бактерий Геобацтер. Видны тоненькие пили. Справа - очищенный препарат пилей.

В результате бактерия может находиться на некотором расстоянии от кусочка оксида железа - до нескольких микрон, но прикасаться к оксиду железа своим пилем и через него передавать электроны. Более того, бактерия может прикасаться не к оксиду железа, а к другой бактерии, а та - к третьей, и только те, которые находятся рядом с кусочком оксида железа - непосредственно с ним. В результате получается целый слой бактерий - биофильм, который благодаря пилям проводит электрический ток, и тем самым весь биофильм, как единое целое, передает электроны на кусочек оксида железа.

Все картинки - из этой статьи.
Tags: много гитик, чуть-чуть биологии
Subscribe

  • (no subject)

    Очень старые мои посты про ядовитых моллюсков рода Conus и про тетродотоксин.

  • (no subject)

    По долгу службы заинтересовался такой вещью, как бактериальный пластик. Есть бактерии, которые в определенных условиях питания производят…

  • (no subject)

    Оказывается, не такая уж редкая вещь, что рождается ребенок уже с зубом или с несколькими зубами. По разным исследованиям, это происходит с частотой…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 6 comments