4.15: Funções Mecânicas das Proteínas
As proteínas executam muitas funções mecânicas em uma célula. Estas proteínas podem ser classificadas em duas categorias gerais- proteínas que geram forças mecânicas e proteínas que são submetidas a forças mecânicas. Proteínas que fornecem suporte mecânico à estrutura da célula, como a queratina, são sujeitas a força mecânica, enquanto que proteínas envolvidas no movimento celular e no transporte de moléculas através das membranas celulares, como uma bomba de iões, são exemplos de geração de força mecânica.
Funções como o movimento das células e a contração muscular exigem a conversão de energia química para mecância, geralmente através de alterações conformacionais. Por exemplo, a hidrólise de trifosfatos de nucelótidos, como ATP e GTP, pode resultar em uma pequena mudança conformacional que se torna amplificada para grandes mudanças estruturais. Por exemplo, EF-Tu é uma proteína com três domínios distintos que transfere uma molécula de tRNA para o ribossoma. Um dos domínios liga GTP e a hidrólise de GTP para GDP resulta em uma alteração conformacional no local de ligação nucleotídica devido ao fosfato inorgânico libertado. Isso ativa o movimento de uma alfa-hélice localizada na interface do domínio de GTP e os outros dois domínios alterando a posição relativa dos domínios entre si. Isto permite que a proteína liberte o tRNA que é mantido na interface pelos três domínios, permitindo assim que se desloque para o ribossoma.
Algumas proteínas, como a actina, fornecem muitos tipos de funções mecânicas. Por exemplo, a actina funciona como um caminho para a proteína mecânica miosina caminhar. Dependendo do tipo, a miosina pode executar várias funções, tais como puxar os filamentos de actina ou transportar um organelo ligado ao longo do filamento. Como parte do citoesqueleto, os filamentos de actina agem como um suporte mecânico para a estrutura das células. Durante o movimento celular, estes filamentos exercem pressão sobre a membrana celular, fazendo com que a célula forme filopódios e lamelipódios, extensões da membrana celular que permitem que a célula migre para uma nova localização. Cientistas desenvolveram técnicas, como pinças ópticas, que podem medir a força que a actina produz ao deformar a membrana.
