4.14
タンパク質は、細胞の動きや筋肉の収縮を引き起こす機能、細胞内外の異なる場所間での分子の輸送など、さまざまな機械的機能を果たします。
機械的タンパク質機能は、タンパク質構造のコンフォメーション変化を通じて化学エネルギーを機械的仕事に変換することによって駆動されます。
タンパク質ドメイン内では、ATPやGTPなどの結合分子の加水分解のような単純な化学変化が、タンパク質のより大きな動きを生み出すコンフォメーション変化を引き起こす可能性があります。
ATP加水分解は、モータータンパク質のミオシンに動力を供給し、ミオシンはレバーとして機能し、アクチンフィラメントを引っ張って筋肉を収縮させます。複製や転写の際にDNAを巻き戻すヘリカーゼも、ATPを使って水素結合を切断し、DNA鎖に沿って移動します。
リボソームでは、多くのタンパク質が機械のように働き、新しいタンパク質を合成しています。GTP加水分解により、伸長因子EF-TuがtRNA分子をリボソームに転移し、成長中のタンパク質鎖にアミノ酸を追加できるようになります。
GTPが結合すると、tRNAはEF-Tuと関連します。GTPがGDPまで加水分解されると、リン酸基の放出により、ヌクレオチド結合部位内およびその近くで小さなコンフォメーション変化が生じます。
この小さなシフトにより、GTPase ドメインと他の 2 つのドメインの界面に位置するαらせんの位置が変わります。このらせんの動きにより、2つのドメインが開き、結合したtRNAが放出されます。
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