VL3 Molekulare Motoren Flashcards
Was sind Molekulare Motoren
Proteine , denen es möglich ist, die chemische Energie, welche in ATP,
GTP oder Ionen Konzentrationen in mechanische Arbeit umzuwandeln
Nennen Sie 3 Arten von molekularen Motoren. (3 P)
2022/1
2021/2
Translations Motoren
Rotationsmotoren
Polymerisations Motoren
Translations Motoren?
Bsp?
bewegen sich in einem 1-dimensionalen Modus, entlang einer linearen ‘Schiene’
Beispiele
- Kinesin
- Dynein, Myosin, Helikasen)
Rotationsmotoren ?
Bsp?
Normalerweise Membran-verankert
Generieren ein Drehmoment durch Rotation
Beispiel:
- Bakterielle Flagella Motoren
- F1 von ATP Synthase
Polymerisations Motoren?
Bsp?
Mechanische Arbeit wird durch Polymerisation erzeugt = wachsende Polymeren die eine Kraft Erzeugung
ZB:
- Aktin
- Mikrotubuli
Kinesin ist ein Zytoskelett-Motor. Woran bindet es vorwiegend und in welche Richtung läuft es? (2 P)
2022/1
2021/2
Bindet an Mikrotubuli
laeuft vom negativen Ende zum positiven
= vom Zellkern zur Zellperipherie
Was ist die Energiequelle für die Kinesin-Bewegung? Welcher Teil von Kinesin wandelt chemische Energie in Bewegung um? (2 P)
2022/1
2021/2
ATP ist die Energiequelle
Molekularer Motor/ATPase
- Head/Kopf – konservierte Motor Domain, ATP und Mikrotubuli Bindungfindet dort statt
- Neck/Nacken –Verbindungsstück
- Stalk/Stiel – lange alpha-helikale coiled-coil Domain
The head is the signature of kinesin and its amino acid sequence is well conserved among various kinesins.
Each head has two separate binding sites: one for the microtubule and the other for ATP.
ATP binding and hydrolysis as well as ADP release change the conformation of the microtubule-binding domains and the orientation of the neck linker with respect to the head
–> motion of kinesin
Woran binden Kinesin und Dynein und in welche Richtung wandern sie?
2020/1
Beide binden an Mikrotubuli
Kinesin: laeuft vom negativen Ende zum positiven
= also vom Zellkern zur Zellperipherie
Dynein: laeuft vom positiven Ende zum negativen
= vom Peripherie zum Zellkern
Mittels Experimente mit optischen Pinzetten wurde die Schrittweite von Kinesin mit 8 nm ermittelt. Weiterhin ist auch die Rückhaltekraft (stall force) mit 7 pN ermittelt.
Berechnen Sie die Effizienz dieses molekularen Motors unter der Annahme, dass die Hydrolysierung eines ATP-Moleküls eine Energie von ____*10^-21 J freisetzt. (2P)
2019/3 - 72
2019/1 - 70
Φ = work done / free energy available
= (F_stall * d) / (n * ΔG°_ATP)
= 7 pN * 8 nm / 7210e-21 J
= (78*/ 72) * (10e-12 * 10e-9 / 10e-21)
= 0,778
Mittels Experimente mit optischen Pinzetten wurde die Schrittweite von Kinesin mit 8 nm ermittelt. Weiterhin ist auch die Rueckhaltekraft (Stall Force) mit 7 pN ermittelt.
Beschreiben Sie anhand einer Skizze, wie die Schrittweite ermittelt werden kann, und wie ein ungefaehrer Verlauf einer Distanz vs Zeit Kurve aussieht (4P)
2020/1
2019/1
Mit dem optische Tweezer wird das Kinesin (bzw das Cargo, das es traegt) optisch festgehalten waehrend die Motordomaene weiter auf einem Mikrotubulifragment laeuft
–> die Kraft, die es anwendet, um den Tweezer zu entkommen, kann gemessen werden
(p - 2 P)
Skizzen?
- Kinesin wird an ein 1um Kügelchen angehängt,
- Kügelchen wird mit Kinesin über ein Mikrotubuli gebracht
- Kuegelchen wird von einem Laserstrahl festgehalten
- Während Kinesin am MT entlang läuft, wird das Kügelchen
ausgelenkt und die Kraft ist messbar.
Eine optische Falle wird durch einen stark fokussierten LASER Strahl, durch eine Linse mit einer hohen Nummerischen Apertur erzeugt.
Das dielektrische Partikel erfährt eine rücktreibende Kraft, durch das Moment der zurückgestreuten Photonen
Die Kraft und die Auslenkung aus diesem Minimum des Potentialtopfes wird durch dieKraft eines individuellen Kinesines erzeugt, welches entlang eines Mikrotubulis läuft.
An optical trap is formed by tightly focusing a laser beam with an objective lens of high numerical aperture (NA). A dielectric particle near the focus will experience a force due to the transfer of momentum from the scattering of incident photons.
The force and displacement generated by the individual kinesin molecule as it walks along the microtubule are determined from the displacement of the bead in the optical trap.
Mechanische Eigenschaften von lineare molekulare motoren
Schrittweite ?
Distanz pro ATP Hydrolyse [nm]
Mechanische Eigenschaften von lineare molekulare motoren
Prozessivität ?
Anzahl der Schritte bevor der Motor vom Filament fällt
Mechanische Eigenschaften von lineare molekulare motoren
Stall force/ Kritische Kraft ?
Höchste Kraft, die der Motor aufbringen kann ohne rückwärts zu rutschen [N]
Ordnen sie die folgenden zellulären Komponenten nach ihrer Größe von klein zu Groß:
Mikrotubulus, α-Tubuli, Tubulin- Heterodimer, mitotische Spindel
2018/1
Was wurde hier gemessen und mit welcher Methode?
https://images.app.goo.gl/3s2hwA1CBpBv32ht5
2018/1
Schrittweite von einem Motorprotein
Mittels optische Pinzette
