Исследования, проведенные профессором Фолькером Мюллером из Франкфуртского университета имени Гете, позволили выяснить, как первобытные микробы, процветающие в бескислородных средах, таких как глубоководные горячие источники, вырабатывают энергию. Эти микробы соединяют углекислый газ и водород, образуя уксусную кислоту - процесс, который активирует механизм, выводящий ионы натрия из клетки. Это создает натриевый градиент, который в обратном направлении приводит в действие молекулярную турбину (АТФ-синтазу) для производства АТФ, универсальной энергетической валюты.
Комплекс Rnf, представляющий собой набор встроенных в мембрану белков, играет решающую роль в этом процессе, переводя электроны с водорода на углекислый газ. Используя криоэлектронную микроскопию и моделирование молекулярной динамики, ученые визуализировали комплекс Rnf и идентифицировали железосернистый кластер, который притягивает ионы натрия, способствуя их удалению из клетки.
Это открытие не только расширяет наше понимание ранних форм жизни, но и открывает потенциал для технологий улавливания углерода и разработки новых антибактериальных препаратов, нацеленных на аналогичные респираторные ферменты патогенов.