Molecular motors Flashcards
Was sind molekulare Motoren?
Sind Proteine, die Energie in Form von ATP / GTP in mechanische Arbeit umwandeln können.
Welche Arten von molekulare Motoren gibt es? Geben Sie Beispielen.
Translationale: Move in one dimensional fashion Atep along a linear track. –>Kinesin, Dynein, Myosin, Helicasen.
Rotierende: usually embedded in the cell membrane. It generates torque by rotation. –>bakt. Flagellenmotor
Polymerisierende: mechanical work by polymerization. –> Mikrotubuli & Actinfilamenten
Aufbau von KINESIN.
Head: ATP & Mikrotubuli Bindeaktivität.
Neck: linker
Stalk: alpha helical coiled Domain.
Mechanical Properties von KINESIN.
Velocity: 2000 nm/s
Stall force: 5-7 pN
step legth: 8 nm
run legth: 1 um
processivity: high processiv
where? Microtubuli
which polarity direction? + pol -> Dynamic end!
Step size
Distance moved by a motor per ATP hydrolysis event.
Processivity
Schrittzahl der Motoren maximal leisten kann.
Stall force
die höchste Kraft, die ein Motor aushält ohne Rückwärts zu rutschen.
Mikrotubuli Eigenschaften
- lineare polare Filament
- aus Polymerisierung von alpha und beta tubulin
- 13 Protofilamenten
- const. Gitter aus 8 nm
- stable end (-), highly dynamic end (+) Zellperipherie
Wie verhält sich die Geschwindigkeit abhänging von der ATP Konzentration?
–> Die Geschwindigkeit nimmt mit der ATP Konzentration zu ( Sättinguns Kurve-> Michaelis Menten Kinetik)
Was ist die maximale Kraft ein Motor ausüben kann?
Was ist die max. Arbeit pro Schritt? Wie kann man diese mit der freier Energie vergleichen?
Erklären sie den Mechanismus von der Walking Motion von Kinesinen?
–> Alle Kinesie benutzen nucleotide turnover, um zwischen high & low Mikrotubuli Affinität zu wechseln.
Die Bindung von ATP in einem Köpfchen lässt ADP aus anderen Köpchen raus.
Mechanical Properties von DYNEIN.
Velocity: 7 um (cyt) / 1 um (axon)
Stall force: 7 pN max
step legth: 8 nm bzw. multiples of 8
run legth: 1um
processivity: -
where? Microtubuli
which polarity direction? - pol -> Centromeren in Zellinneren
Welche Typen von Dyneinen gibt es? und wie sind die Charakterisiert?
Axonemales Dynein: in Zellen mit Cilien & Flagellen, wenn aktiv: Verursacht Krümmung
Cytoplasmatisches Dynein: Bewegung von Organellen & Cargo essentiell für Centrosome Assembly & Spindelfunktion.
Was ist die “ heavy Chain” in die molecular motor DYNEIN?
homodimer mit 2 identischen Motordomänen.
–>hexameren Ring AAA mit 3 Anhängen:
- Stalk: coiled coil, MT bindende Domäne
- Buttres: pfeiler
- Linker: mechanisches Element
–> AA1 is the main hydrolitic site, that drives the motility cycle.
Experiment-Beschreibung.
Kinesin random walk inverted assay
Microtubules on Kinesin-coated glass surfaces
–> Milimeter lange Filamenten brauchen mikrometer lange Tracks, um die selbe Richtung beizuhalten. Ansonten durchlafen die ein “random walk”.
How does the dynein walking motion works?
and which is the main hydrolitic site that drives the motility motion?
- an Mikrotubuli (MT) gebunden mit überlappende AAA Ringen. –> Nukleotid abh. Konformationsänderungen. Der Linker- Element ist in TIGHT an den Köpfchen gebunden, wenn versetzt, dann WEAK.
- Displaced head undergoes rapid difusion search and rebind to MT 8nm weiter ( or multiples from it ) –> Unterschiedliche Schrittlänge wegen diffusions Komponent ( 4-24nm) bzw. Diffusional search!
—> AAA1 is the main hydrolitic site, that drives the motility cycle. “ Linker swing” movement between straight and bent conformation results in a power stroke.
What is the dynein microtubuli assay?
- Bau des Experiments
- Resultate
–> optical trapping assay
–> Dynein ist an 1 mikrometer Bead gebunden, während Dynein entlang MT läuft. übt die Falle eine entgegegesetzte Kraft aus.
=> lauft dauert (t) = ca. 2,3 s. / vmax = 20 nm/s / stall force= 200 ms , 1 +- 0,5 pN.
Mechanical properties of MYOSIN
velocity: 0,2 mikrometer/s (V) - 6 mikrometer/s (II)
stall force: 1- 10 pN
step length: 5 nm (II) - 36 nm (V)
run legth: more than 100 nm
Aufbau von MYOSIN
Head: bindet an filamentöses ACTIN, nutzt ATP hydrolyse, um Entlang des Filaments in Richtung (+) Ende zu laufen. // MYOSIN VI (-)
Neck: Linker und Hebelarm für Kratübertragung
Tail: interaktion mit Frachtmolekülen (Cargo) oder anderen Myosion UE.
DYNEIN // KINESIN // MYOSIN
Velocity
Stall force
Step length
Run length
processitvity
where?
direction?
