分析化學能轉化為機械功

完成補充實驗以細微的水平檢查肌球蛋白，科學家們使用了多種技術的組合-UMass Amherst的單分子激光捕獲技術和Penn State和明尼蘇達大學的FRET(熒光共振能量轉移)技術。該小組由肌肉生物物理學家愛德華•內德•德博爾德(Edward“ Ned" Debold)領導，該大學是美國麻省大學阿瑪斯分校公共衛生與健康科學學院的副教授。生物化學家Christopher Yengo，賓夕法尼亞州立大學醫學院教授;和肌肉生物物理學家David Thomas，明尼蘇達大學生物科學學院教授。

Debold說：“這是這兩種先進的技術*結合在一起用于研究分子運動并回答一個古老的問題。"“ 50年來，我們已經廣泛了解了肌肉和分子馬達等事物的工作方式，但是我們不知道在細微的水平(納米級運動)如何發生的細節。這就像我們正在尋找汽車的引擎蓋并檢查發動機的工作原理。當踩下油門踏板時，它如何吸收燃油并將其轉換為工作油?"

通過在實驗室中使用他的單分子激光陷阱測定法，Debold及其團隊(包括研究生Brent Scott和Chris Marang)能夠直接觀察肌球蛋白與單個肌動蛋白絲(分子)相互作用時的納米級機械運動的大小和速率。力量生成的伙伴。他們觀察到，幾乎在與肌動蛋白細絲結合后，力量產生步驟或中風發生都非常快。

在使用FRET分析的并行實驗中，Yengo的團隊證實了這種快速的中風速度，另外的研究表明，隨后的關鍵生化步驟發生的速度要慢得多。進一步的分析*揭示了肌球蛋白分子內部深處的分子內運動如何協調這些事件。

麻省大學阿默斯特分校和賓州州立醫學院的生物物理學家團隊著手解決長期存在的問題，即肌球蛋白，負責肌肉收縮和許多其他細胞過程的分子運動所產生的力的性質。他們解決的關鍵問題(該領域爭議的主題之一)是：肌球蛋白如何將ATP形式的化學能轉化為機械功?

答案揭示了肌球蛋白(肌肉和相關運動蛋白的引擎)如何轉換能量的新細節。

后，他們進行了*的研究，在不同的控制下進行了精心地重復，并進行了雙重檢查，這支持了他們的假設，即分子運動的機械事件先于而不是跟隨生物化學事件，這直接挑戰了人們長期以來對生物化學事件產生影響的觀點。產生力的事件。該研究成果發表在《生物化學雜志》上，被選為“為該領域做出了杰出貢獻"的編輯推薦。