Mecanoenzimatice cu o singură moleculă

Revizuirea anuală a biofizicii

anuală

Elias M. Puchner 1 și Hermann E. Gaub 2

1 Departamentul de farmacologie celulară și moleculară, Universitatea din California, San Francisco, California 94158; email: [email protected]

2 Centrul de Nanostiințe și Departamentul de Fizică, Universitatea din München, 80799 München, Germania; email: [email protected]

Abstract

Capacitatea rețelelor de semnalizare celulară de a simți, procesa și răspunde la stimuli interni și externi se bazează pe detectarea și transducția lor specifică pe baza recunoașterii moleculare. Mecanismele moleculare prin care forța este detectată în mod specific prin procese mecanicoenzimatice, traduse în semnale biochimice și conectate la rețele de semnalizare celulară, au devenit recent accesibile cu spectroscopie de forță cu o singură moleculă. Prin întinderea acestor convertoare mecanobiochimice de-a lungul coordonatei lor naturale de reacție, căile complexe de activare mecanică și reacțiile biochimice ulterioare pot fi măsurate într-un mod dinamic și extrem de precis. Mecanismele descoperite au în comun schimbări conformaționale induse de forță bine reglate, care duc la expunerea siturilor active de recunoaștere. Strategiile nou dezvoltate permit anchetatorilor să testeze diferite stări conformaționale pentru activitate și să elucideze arhitecturi mecanice care conduc la căi de activare mecanică foarte specifice. Aici, discutăm progresele din noul domeniu al mecanicoenzimaticelor cu o singură moleculă și evidențiem exemple complementare studiate în vrac și in vivo.