Nanomechanik

Modell der ATPase, Rainer Böckmann und Helmut Grubmüller, Max Planck  - Institut Göttingen

Nanomechanik des  kleinsten bekannten Motors der Welt

Das Enzym ATPase ist in den Zellen für die Umwandlung  von mechanischer in chemische Energie zuständig. Aus diesem Vorgang bezieht unser Körper die Energie für alle Lebensvorgänge. Am Tag werden von 50 bis 1000 kg dieses, als ATP (Adenosintriphosphat) bezeichneten universellen Energieträgers der Zelle produziert. Das Enzym ist nur etwa 25 nm groß. 

Das Enzym besteht aus einem Fußteil F0, der in der Mitochondrien - Membran verankert ist. Die Energie für die Drehbewegung des Rotors bezieht das Enzym aus einer elektrischen Spannung, die durch eine unterschiedliche Wasserstoffionen - Konzentration (H+) im Innen- und Außenraum der Mitochondrienmembran entsteht. Die Drehung wird verwendet, um das in den β - Untereinheiten des Kopfteiles (F1) aus ADP + Phosphat gebildete ATP aus den Synthesetaschen zu entlassen.

Nanomotor           

An der Universität Berkeley hat Professor Alex Zettl einen Nanomotor entwickelt, der einen Durchmesser von 500 nm aufweist. Man müsste 300 solcher Motoren aneinanderreihen, um den Durchmesser eines Haares zu ereichen.

Ein Goldplättchen ist auf einer  Nanoröhre als Anker aufgehängt und kann sich um 20 Grad verdrehen.

Als ein Anwendungsbeispiel nennen die Wissenschaftler optische Schalter in Netzen von Lichtsignalen.

 Nanomotor, Labor Prof. Zettl

Nanomechanik der Geisel von gram - negativen Bakterien

Es gibt eine Modellvorstellung, die davon ausgeht, dass ein Protonengradient 
(c _H+_innen - c _H+_außen) zwischen Außen- und Innenraum die Drehung der Geisel gegenüber der Membran bewirkt.

Basalapparat einer Geisel eines gram - negativen Bakteriums

http://www.biologie.uni-erlangen.de/botanik1/photobiologie/kapitel_7.htm