将 ATP 依赖型酶转变为耗散自组装系统：解锁能量利用新机制

为解决天然核苷三磷酸（NTP）依赖型蛋白组装体功能设计难题，研究人员开展将天然腺苷 5′ - 三磷酸（ATP）依赖型酶转变为耗散自组装系统的研究。结果发现 FtsH（丝状温度敏感蛋白酶 H）可被改造形成一维螺旋纳米管，其意义在于为分子机器和活性材料设计提供新思路。

　　核苷三磷酸（NTP）依赖型蛋白组装体，比如微管和肌动蛋白丝，启发了多种化学供能分子机器和活性材料的发展，但它们在功能设计的复杂性上仍有待提高。鉴于此挑战，研究人员探究是否有可能将天然腺苷 5′ - 三磷酸（ATP）依赖型酶转变为耗散自组装系统，以此改变化学能的结构和功能利用模式。在此报告中，丝状温度敏感蛋白酶 H（FtsH_{，一种参与膜蛋白降解的六聚体 ATP 酶}），能够很容易被改造形成一维螺旋纳米管。FtsH 纳米管需要持续的能量输入来维持其完整性，并且会随着时间推移，伴随 ATP 水解而降解，这与天然 NTP 依赖型细胞骨架组装体类似。然而，与天然耗散系统不同的是，ATP 水解是由游离的 FtsH 原聚体催化的，FtsH 纳米管起到储存 ATP 的作用，从而形成寿命可从数天调整到数分钟的瞬态组装体，这可通过在溶液中加入外部 ATP 酶来实现。