Zucker ist eine wichtige Energiequelle für Pflanzen und Tieren gleichermaßen.
Verständnis , wie Zucker auf seinem Weg in die Zelle könnte zur Entwicklung besserer Medikamente zur Behandlung von Diabetes -Patienten und einer Erhöhung der Menge an Obst und Gemüse Landwirte in der Lage sind zu wachsen führen . Stanford University Forscher haben vor kurzem entdeckt eine dieser " Wege " in die Zelle durch Zusammensetzen Proteine etwas breiter als der Durchmesser eines Stranges von Spinnenseide .
Um die Größe , Form und Ausrichtung eines der neuesten ( und kleinste ) dieser Proteine zu bestimmen , der Zucker -Transporter , wandte sich die Forscher der North Eastern Collaborative Zugang Teams (NE - CAT) und Strukturbiologie des General Medical Sciences und Cancer Institute ( GM / CA ) Facility Forschungseinrichtungen an der Advanced Photon Source am US Department of Energy der Argonne National Laboratory .
Diese Transporter , genannt Süßigkeiten, sind Proteine, die als Wege für Zuckermoleküle , die Zellmembran , wo sie als Energie verwendet, um die Zelle mit Energie zu versorgen überqueren zu handeln. Es gibt sie in der alles von Bakterien , Pflanzen , Tiere , auch wenn ihre Funktionalität kann für jeden unterschiedlich sein.
Der Zucker bestreuen Sie auf Ihrem Müsli am Morgen würde nie über einen dieser Pfade passen. Die Zucker bewegt durch Süßigkeiten sind in der Größe eines Moleküls , die mit bloßem Auge.
Wie Tor und Schlosssystem eines Kanals für Boote , Süßigkeiten ermöglichen Zuckermoleküle auf diesem Weg geben , schließt ein Tor und dem Öffnen einer anderen, in drei verschiedenen Stufen .
"Dies ist das erste Mal, wir waren in der Lage, die Struktur des Transportunternehmers zu sehen und beginnen, den Mechanismus, durch den es funktioniert verstehen", sagte Stanford University Forscher Liang Feng . " Die Maschinerie Form ändert dramatisch damit Moleküle zwischen dem Äußeren und dem Inneren der Zelle zu bewegen. "
Frühere Untersuchungen zeigten, dass Süßigkeiten Transportzuckermoleküle, aber bis jetzt haben die Forscher nicht, wie der Transporter hat seine Aufgabe erfüllt . Um dies zu entdecken , mussten sie die Struktur von Atom zusammensetzen , Atom .
Strahlrohre am NE -CAT und GM / CA, beides APS gebracht , verwenden Hochleistungs- Röntgenstrahlen , um die dreidimensionale Struktur von komplexen biologischen Strukturen zu bestimmen , von DNA Viren , Proteine im Nanomaßstab . Diese müssen alle , bevor sie unter den Röntgenstrahlen in Kristallform .
"Wir helfen den Wissenschaftlern bei der Lösung ihrer Strukturen " , indem sie spezialisierte Ausrüstung und Unterstützung ", sagte NE -CAT wissenschaftlicher Mitarbeiter und makromolekularen Kristallographen Kay Perry. " Manchmal sind die Kristalle sind sehr klein, oder gibt es ein Qualitätsproblem , oder vielleicht Kristalle werden auf andere Kristalle wachsen - es gibt eine Reihe von verschiedenen Themen für die Forscher , aber sie zu lösen ist unsere Spezialität. "
Die APS Kreisen Elektronen nahe Lichtgeschwindigkeit um den Ring mit starken Magneten . Arbeiten im Konzert mit dem APS , NE -CAT und GM / CA akzeptieren hoher Intensität Röntgenstrahlen durch diesen Magneten erzeugt und sich ihnen durch eine Reihe von Spiegeln in einen Mikrostrahl. Spezialgeräte auf diesen Strahlrohren den Wissenschaftlern ermöglichen, sehr kleine mikrometergroße Proben , wie sie von Feng Labor gewachsen zu untersuchen.
" Das APS hat eine der hellsten Lichtstrahlen in der Welt , so dass es in der Lage, extrem hochauflösende Bilder zu schaffen ", sagte Perry . " Es funktionierte wirklich gut , weil Liang will die einzelnen Bindungen zwischen Atomen zu sehen , und wir waren in der Lage, die für ihn tun. "
In Zusammenarbeit mit Wolf Frommer , Direktor des Carnegie Institution für Pflanzenbiologie Abteilung Wissenschaft ist , hat Feng Gruppe erfolgreich erfasst Süßigkeiten in zwei verschiedenen Formen. Nun, die beiden freuen uns auf die Erfassung noch mehr und ein tieferes Verständnis der Mechanismen , durch die diese komplexen Maschinen funktionieren auf atomarer Ebene .
"Sugar ist eine so wichtige Energiequelle für Organismen , von den kleinsten Bakterien , Pflanzen für den Menschen ", sagte Feng . "Diese Forschung kann potenziell führen uns zu einer Reihe von Anwendungen , von der Verbesserung der Produktivität der Anlagen zu verstehen , wie Tiere zu verstoffwechseln Zucker. Dies sind nur die ersten Schritte . "