Proteinmaschinen

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Version vom 16:46, 28. Apr. 2024

Unter https://youtu.be/zm-3kovWpNQ findet sich ein Vortrag über den aktuellen (2018) Kenntnisstand zu Proteinen als Grundbausteine des Lebens. Proteine sind nicht nur chemisch aktive Moleküle, sondern komplexe "Maschinen", die Kräfte und Bewegungen hervorrufen, Moleküle transportieren oder Energie umwandeln können. Dies tun sie nicht nur durch unmittelbare chemische Reaktionen, sondern auch durch die Veränderung ihrer Form und Struktur in Verbindung mit anderen Molekülen oder Atomen. Damit verbinden sie mehrere Besonderheiten, die wir eigentlich nur mit höheren technischen Strukturen wie Roboter oder Produktionslinien verbinden:

• ihr Aufbau wird durch einen genetischen "Plan" definiert, der gleichzeitig den Prozess und die Produktionsmittel zur Herstellung der "Maschinenteile" beinhaltet
• Wenn die richtigen Moleküle in der richtigen Reihenfolge angeordnet werden, bildet sich die Proteinmaschine selbstständig - manchmal unter Mitwirkung weiterer Proteinmaschinen
• Die Proteinmaschine enthält eine inhärente Sensorik - sie reagiert immer auf spezifische Moleküle oder Signale von außen
• Proteinmaschinen enthalten eine inherente Aktorik, d.h. sie können ihre Struktur verändern, um andere Maschinen zu zerlegen, zu reparieren oder zusammen zu bauen
• Aktorik und Sensorik werden durch die Chemie der Bausteine und die Physik der Topologie bestimmt
• Für Proteine benötigt man nur wenige unterschiedliche Grundbausteine um eine unendliche Vielzahl von Funktionalitäten zu realisieren

Ein Protein stellt damit eine besondere Form von "Maschine" dar. Proteine werden aus einfachen Grundmolekülen zusammengesetzt. Die Kombination und Reihenfolge der Moleküle führt zu einer spezifischen Faltung (Topologie) der Proteinkette und diese Faltung in Kombination mit den Molekülbestandteilen führt zu den spezifischen Eigenschaften des Proteins. Wollten wir Maschinen wie Proteine bauen, würden wir verschiedene Bausteine aneinander schrauben, die sich dann selbstständig in die endgültige Form bringen würden. Wir müssten nur auf die richtigen Teile und die richtige Reihenfolge achten - der Rest geschieht automatisch.

Leider gibt es in der Technik noch kein Konzept, dass dieser Art der Maschinenkonstruktion nahe kommt. Es wäre aber ein faszinierendes Konzept und ein neues Feld für die Bionik

siehe auch https://archive.org/details/wie-viren-unseren-korper-angreifen

Nanomaschinen bei der Arbeit

Inelligenz der Proteinsysteme

Das zelluläre Proteinsysteme keine ungeregelten Molekülhaufen sind, sondern intelligent vernetzte Prozesse darstellen, zeigt die folgende Beschreibung des molekularen Transportsystems einer Zelle(Max-Planck-Gesellschaft): https://www.mpg.de/486860/pressemitteilung200404051