Molekularer Motor revolutioniert die Medizin

"Rasenmäher" wühlt sich durch unendlich viele Peptide hindurch (Bild: KI-generiert, sfu.ca)

Burnaby (pte015/28.02.2024/11:30) - So wie ein Rasenmäher, der sich durch das Gras hindurcharbeitet, kommt auch der künstlich geschaffene Molekularmotor "The Lawnmower" der Simon Fraser University ( https://www.sfu.ca ) (SFU) voran. Der Motor auf Proteinbasis zerkleinert Peptide, also nachwachsende organische chemische Moleküle, und wandelt sie in Antriebsenergie um. "Stellen Sie sich vor, ein Roomba könnte nur durch den Schmutz angetrieben werden, den er aufsaugt", so SFU-Forscherin Nancy Forde, die den molekularen Rasenmäher gemeinsam mit ihrem Doktoranden Chapin Korosec geschaffen hat.

Enzym wandelt Energie um

Alle lebenden Systeme, vom Menschen über Pflanzen bis hin zu Bakterien, werden durch proteinbasierte molekulare Motoren am Leben erhalten. Diese nutzen das Verdauungsenzym Trypsin, um die Peptide zu verarbeiten. Sie wandeln chemische Energie von einer Form in eine andere um, um nützliche Aufgaben wie die Erleichterung der Zellteilung, den Transport von Gütern, das Schwimmen zu Nahrung oder Licht und die Gesunderhaltung von Gewebe zu erfüllen.

Der kugelförmige Lawnmower ist in der Lage, sich eigenständig zu bewegen. Mithilfe einer Art Schiene kann er sogar in bestimmte Richtungen gelenkt werden. Er kommt auf eine Geschwindigkeit von 80 Nanometern pro Sekunde. Das ist zwar unvorstellbar langsam, entspricht aber dem "Tempo" natürlicher molekularer Motoren, betonen die Wissenschaftler.

Waffe gegen viele Krankheiten

Molekulare Motoren können in der Medizin und im Biocomputing eingesetzt werden. Im Körper sind Motorproteine elementar für den Transport von Gütern innerhalb der Neuronen. Zu wissen, wie diese molekularen Maschinen funktionieren, könnte der Schlüssel zum Verständnis und zur Behandlung von Krankheiten wie MS und spastischer Paraplegie sein. Molekulare Maschinen, die biologische Prozesse nachahmen, können Ärzten auch helfen, Krankheiten gezielter zu behandeln.

"Man nimmt an, dass Grippe wie ein molekularer Motor funktioniert, der in Zellen eindringt, um sie zu infizieren. Vielleicht könnten synthetische Motoren genauso agieren, aber anstatt Zellen zu infizieren, könnten sie Wirkstoffe gezielt an kranke Zellen abgeben", unterstreicht Forde abschließend.

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