分子馬達

解螺旋酶：它利用分子機器，沿著DNA和 RNA運動．

肌動蛋白和動力蛋白：能夠沿著軌道運動，軌道由同一亞單位（如肌纖蛋白和微管）重復(fù)而組成，是一種蛋白絲。

鞭毛：例如大腸桿菌之類的細菌，它們的運動依靠鞭毛，鞭毛扮演著螺旋槳的角色，在細菌細胞膜中做馬達旋轉(zhuǎn)，這個旋轉(zhuǎn)的馬達被一個跨膜的蛋白質(zhì)濃度梯度所驅(qū)動，代替被ＡＴＰ水解所驅(qū)動。

肌球蛋白：肌肉收縮。

F0F1三磷酸腺苷合成酶(ATPase)： 位于細胞膜或線粒體膜上。利用電化學(xué)質(zhì)子的梯度合成三磷酸腺苷(ATP)。?

分子馬達靠很小的增值來工作，轉(zhuǎn)入蛋白質(zhì)構(gòu)象的改變從而能進行有引導(dǎo)的運動，它需要一條引導(dǎo)馬達裝配的運動軌道進行有規(guī)則的運動來通過一段距離。實際上，我們以前已經(jīng)遇到過一類分子馬達，它利用我們即將涉及的分子機器，即沿著DNA和RNA軌跡運動的解螺旋酶。沿重復(fù)同一亞單位組成的蛋白絲（如肌纖蛋白和微管）－－在高度親緣關(guān)系和低親緣關(guān)系間的馬達蛋白質(zhì)的循環(huán)，是為使絲狀軌道響應(yīng)于ＡＴＰ的結(jié)合，水解。ＡＴＰ的每一次結(jié)合、推動、釋放，都是產(chǎn)生運動的機制。

也存在一種完全不同的策略，就象大腸桿菌之類的細菌那樣用來產(chǎn)生運動，一套鞭毛扮演著螺旋槳，在細菌細胞膜中做馬達旋轉(zhuǎn)，這個旋轉(zhuǎn)的馬達被一個跨膜的蛋白質(zhì)濃度梯度所驅(qū)動，代替被ＡＴＰ水解所驅(qū)動，一套蛋白質(zhì)濃度梯度去轉(zhuǎn)動運動的機理類似于ＡＴＰ合成酶的F0亞基的作用.但是,儲存生化能量的主要模式都是ATP和離子濃度梯度,被漸進式的利用去驅(qū)動有機分子運動.

真核細胞含有三種主要的馬達蛋白家族：肌球蛋白、kinesins蛋白和動力蛋白。初一看，這些蛋白家族好像彼此很不同。在肌肉中的肌球蛋白，開始時被描繪成有它自己的作用基礎(chǔ)，沿著肌纖蛋白的絲運動，肌肉肌球蛋白包括兩個拷貝,它們都有一個87kd分子團的重鏈，一個必需的輕鏈,和一個起調(diào)節(jié)作用的輕鏈。人類基因似乎能編碼超過40種截然不同的肌球蛋白,在肌肉收縮中有些功能和另一些參與不同種類的其他過程。kinesins蛋白在蛋白質(zhì)、囊泡和沿微管的細胞器轉(zhuǎn)運中起作用，包括染色體分離。kinesins蛋白常包括兩個拷貝，一個是重鏈，一個是輕鏈，它的重鏈大約只有肌球蛋白長度的一半。人類基因至少能編碼40種kinesins蛋白。在一些真核細胞中，動力蛋白能驅(qū)動纖毛和鞭毛的運動，和其他作用蛋白相比，動力蛋白較大，有個大于500kd的分子團重鏈，人類基因似乎能編碼大約10種動力蛋白。

比較肌球蛋白，kinesins和動力蛋白的氨基酸序列，并沒有出現(xiàn)這些蛋白質(zhì)家族之間有意義的關(guān)系，但是，在確定它們的三維結(jié)構(gòu)之后，肌球蛋白和kinesins家族的成員之間被發(fā)現(xiàn)有顯著的相似性，特別是肌球蛋白和kinesins都包含同源的P-環(huán)NTP酶核心部位，這些在G蛋白中也存在。動力蛋白重鏈的序列分析揭示出它是P-環(huán)NTP酶的AAA子家族的一個成員，我們以前在19S蛋白解體系統(tǒng)中遇到過該子家族，動力蛋白有6個序列編碼一個沿著它的長段排列的P-環(huán)NTP酶整環(huán)。從而，可以利用有關(guān)G蛋白和其他P-環(huán)NTP酶的知識來分析這些馬達蛋白的運動機理。

分子馬達 （molecular motor）是美國康奈爾大學(xué)研究人員在活細胞內(nèi)的能源機制啟發(fā)下，制造出的一種馬達。這種微型馬達以三磷酸腺苷酶為基礎(chǔ)，依靠為細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)提供能量的高能分子三磷酸腺苷（ATP）為能源。

研究人員把金屬鎳制成的螺旋槳嫁接到三磷酸腺苷酶分子中軸上。當(dāng)它們被浸于ATP溶液后，其中5個分子馬達轉(zhuǎn)動了起來，轉(zhuǎn)速達到每秒鐘8轉(zhuǎn)。據(jù)介紹，這種馬達只有在顯微鏡下才能被觀察到，其鎳螺旋槳長750納米（一納米為十億分之一米）。根據(jù)拍攝到的畫面，研究人員可以看到一個塵埃粒子先被旋轉(zhuǎn)的螺旋槳吸入、再被甩出的情景。

分子馬達，又名分子發(fā)動機，是分布于細胞內(nèi)部或細胞表面的一類蛋白質(zhì)，它們的構(gòu)象會隨著與ATP和ADP的交替結(jié)合而改變，ATP水解的能量轉(zhuǎn)化為機械能，引起馬達形變，或者是它和與其結(jié)合的分子產(chǎn)生移動。就是說，分子馬達本質(zhì)上是一類ATP酶。例如肌肉中的肌球蛋白會拉動粗肌絲向中板移動，引起肌肉收縮。而另外兩種分子馬達：驅(qū)動蛋白和動力蛋白，它們能夠承載著分子“貨物”-------------如：質(zhì)膜微粒，甚至是線粒體和溶酶體，在由微管構(gòu)成的軌道上滑行，起到運輸?shù)淖饔谩?/p>

一類由生物分子組成，具有馬達（發(fā)動機）功能的分子機器，能夠象馬達一樣依賴于微管推進細胞器運動，故稱為分子馬達。常見的分子馬達多為蛋白質(zhì)，其家族有：驅(qū)動蛋白、動力蛋白和依賴于微絲的肌球蛋白，利用ATP水解得到的能量（化學(xué)能）推動馬達轉(zhuǎn)動（動能），從而推動細胞器運動。