Un team di scienziati ha ottenuto il primo sguardo dettagliato su come una ruota panoramica molecolare fornisce protoni alle fabbriche cellulari, fornendo nuove informazioni su come le cellule generano energia.
La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature, si concentra su un complesso proteico chiamato ATP sintasi, che si trova nelle membrane interne dei mitocondri, le centrali elettriche delle cellule. L'ATP sintasi utilizza l'energia proveniente da un gradiente protonico per generare adenosina trifosfato (ATP), la principale valuta energetica della cellula.
Il complesso dell'ATP sintasi è costituito da due subunità rotanti, chiamate subunità F1 e F0. La subunità F1 contiene il sito catalitico in cui viene sintetizzato l'ATP, mentre la subunità F0 è responsabile della generazione del gradiente protonico.
Il nuovo studio, condotto da scienziati dell’Università della California, Berkeley, rivela come la subunità F0 dell’ATP sintasi utilizza una serie di siti di legame dei protoni per trasportare i protoni attraverso la membrana. I protoni sono legati ai siti in un ordine specifico e, mentre la subunità F0 ruota, i protoni vengono passati da un sito all'altro fino a raggiungere il sito catalitico nella subunità F1.
Questo processo è simile al modo in cui una ruota panoramica trasporta le persone da un luogo all'altro. I protoni sono legati ai siti di legame dei protoni come le persone sono legate ai sedili di una ruota panoramica. Mentre la ruota panoramica gira, le persone vengono trasportate nella parte superiore della ruota, dove possono sbarcare.
Nel caso dell'ATP sintasi, i protoni vengono trasportati al sito catalitico, dove vengono utilizzati per generare ATP. Questo processo è essenziale per la sopravvivenza della cellula, poiché l'ATP è necessario per una varietà di funzioni cellulari, tra cui la crescita, il movimento e il metabolismo delle cellule.
Il nuovo studio fornisce una comprensione dettagliata di come funziona l’ATP sintasi e potrebbe portare allo sviluppo di nuovi farmaci mirati a questo complesso. Tali farmaci potrebbero essere usati per trattare una varietà di malattie, tra cui il cancro e le malattie cardiache.
"Questa ricerca rappresenta un importante passo avanti nella nostra comprensione di come le cellule generano energia", ha affermato l'autore senior dello studio, il dottor John Walker, professore di biologia molecolare presso l'Università della California, Berkeley. "Le conoscenze acquisite da questo studio potrebbero portare allo sviluppo di nuovi trattamenti per una varietà di malattie."
