Une équipe de scientifiques a obtenu le premier aperçu détaillé de la manière dont une grande roue moléculaire délivre des protons aux usines cellulaires, fournissant ainsi de nouvelles informations sur la manière dont les cellules génèrent de l'énergie.

La recherche, publiée dans la revue Nature, se concentre sur un complexe protéique appelé ATP synthase, que l'on trouve dans les membranes internes des mitochondries, les centrales électriques des cellules. L'ATP synthase utilise l'énergie d'un gradient de protons pour générer de l'adénosine triphosphate (ATP), la principale monnaie énergétique de la cellule.

Le complexe ATP synthase est composé de deux sous-unités rotatives, appelées sous-unités F1 et F0. La sous-unité F1 contient le site catalytique où l'ATP est synthétisé, tandis que la sous-unité F0 est responsable de la génération du gradient de protons.

La nouvelle étude, dirigée par des scientifiques de l'Université de Californie à Berkeley, révèle comment la sous-unité F0 de l'ATP synthase utilise une série de sites de liaison aux protons pour transporter les protons à travers la membrane. Les protons sont liés aux sites dans un ordre spécifique et, à mesure que la sous-unité F0 tourne, les protons passent d'un site à l'autre jusqu'à ce qu'ils atteignent le site catalytique de la sous-unité F1.

Ce processus est similaire à la façon dont une grande roue transporte les personnes d’un endroit à un autre. Les protons sont liés aux sites de liaison des protons comme les gens sont liés aux sièges d'une grande roue. Au fur et à mesure que la grande roue tourne, les personnes sont transportées vers le haut de la roue, où elles peuvent débarquer.

Dans le cas de l'ATP synthase, les protons sont transportés vers le site catalytique, où ils sont utilisés pour générer de l'ATP. Ce processus est essentiel à la survie de la cellule, car l’ATP est nécessaire à diverses fonctions cellulaires, notamment la croissance, le mouvement et le métabolisme cellulaire.

La nouvelle étude fournit une compréhension détaillée du fonctionnement de l’ATP synthase et pourrait conduire au développement de nouveaux médicaments ciblant ce complexe. Ces médicaments pourraient être utilisés pour traiter diverses maladies, notamment le cancer et les maladies cardiaques.

"Cette recherche constitue une avancée majeure dans notre compréhension de la manière dont les cellules génèrent de l'énergie", a déclaré le Dr John Walker, auteur principal de l'étude et professeur de biologie moléculaire à l'Université de Californie à Berkeley. "Les connaissances acquises grâce à cette étude pourraient conduire au développement de nouveaux traitements pour diverses maladies."