(PhysOrg.com) -- I fisici dell'UCLA hanno effettuato misurazioni nanomeccaniche di risoluzione senza precedenti sulle molecole proteiche.

Le nuove misure, dal professore di fisica dell'UCLA Giovanni Zocchi e dall'ex studente laureato in fisica dell'UCLA Yong Wang, hanno una risoluzione circa 100 volte superiore rispetto alle precedenti misurazioni meccaniche, un'impresa nanotecnologica che rivela una molecola proteica isolata, sorprendentemente, non è né solido né liquido.

"Le proteine ​​sono le macchine molecolari della vita, le molecole di cui siamo fatti, Zocchi ha detto. "Abbiamo scoperto che a volte si comportano come un solido ea volte come un liquido.

"I solidi hanno una forma mentre i liquidi scorrono, per materiali semplici a basse sollecitazioni. Tuttavia, per materiali complessi, o grandi sollecitazioni, il comportamento può essere intermedio. Sottoposto a forze meccaniche, un materiale potrebbe essere elastico e immagazzinare energia meccanica (solido semplice), viscoso e dissipare energia meccanica (fluido semplice), o viscoelastico e allo stesso tempo immagazzinano e dissipano energia meccanica (solidi complessi, fluido complesso). Il comportamento viscoelastico caratteristico della materia più complessa non era stato chiaramente visto prima su proteine ​​isolate perché le misurazioni meccaniche tendono a distruggere le proteine".

Il nuovo metodo nanotecnologico di Zocchi e Wang ha permesso loro di applicare stress e sondare la meccanica della proteina senza distruggerla. Wang, ora borsista post-dottorato in fisica presso l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, e Zocchi ha scoperto una "transizione a un regime viscoelastico nella risposta meccanica" della proteina.

"Sotto la transizione, la proteina risponde elasticamente, come una primavera, — disse Zocchi. — Al di sopra del passaggio, la proteina scorre come un liquido viscoso. Però, la transizione è reversibile se lo stress viene rimosso. I cambiamenti conformazionali funzionali degli enzimi (cambiamenti nella forma della molecola) devono tipicamente operare attraverso questa transizione".

Le misurazioni sono state eseguite sull'enzima guanilato chinasi, o GK, un membro di una classe essenziale di enzimi chiamati chinasi. Nello specifico, GK trasferisce un gruppo fosfato dall'ATP (il "combustibile" universale della cellula) al GMP, produzione di PIL, una componente metabolica essenziale, ha detto Zoccoli.

Lo studio sulla caratterizzazione della "transizione viscoelastica" è riportato questo mese sulla rivista online PLoS ONE, una pubblicazione della Public Library of Science. La ricerca è stata finanziata a livello federale dalla divisione di ricerca sui materiali della National Science Foundation e da una sovvenzione del programma di ricerca Lab dell'Università della California.

Zocchi e Wang hanno pubblicato risultati correlati all'inizio di quest'anno sulla rivista Europhysics Letters, una pubblicazione della Società Europea di Fisica, e la rivista Physical Review Letters.

In precedenti ricerche, Zocchi e colleghi hanno riportato un passo significativo nel controllo meccanico delle reazioni chimiche lo scorso anno, fatto un passo significativo verso un nuovo approccio all'ingegneria delle proteine ​​nel 2006, ha creato un meccanismo su scala nanometrica per controllare esternamente la funzione e l'azione di una proteina nel 2005, e ha creato un sensore su nanoscala unico nel suo genere utilizzando una singola molecola lunga meno di 20 nanometri nel 2003.