Биологи доказали, что бактерии Thermotoga maritima используют мембранный белковый комплекс Rnf для клеточного дыхания — говорится в исследовании, опубликованном Communications Biology. Ученые выделили этот белок из бактериальных клеток и выяснили, что он работает как молекулярный насос — переносит через мембрану ионы Na+. Вместе с натриевой АТФ-синтазой комплекс Rnf формирует простую дыхательную цепь. Клеточное дыхание — это последовательность химических превращений, в ходе которых клетка запасает энергию в виде молекул АТФ. В большинстве клеток эти превращения происходят при помощи ферментов дыхательной цепи. Они запасают энергию в два этапа: сначала молекулы-насосы перекачивают ионы через мембрану, создавая электрический потенциал, после чего заряды проходят обратно, сообщая энергию ферменту АТФ-синтазе, который и создает АТФ. В эукариотических клетках дыхательная цепь расположена в мембране митохондрий и насчитывает пять комплексов. Но бактерии-анаэробы порой обходятся всего двумя: одной молекулой-насосом и АТФ-синтазой, которая тоже переносит ионы сквозь мембрану для запасания энергии. В дыхательной цепи бактерии часто используют NAD и ферредоксин — молекулы, которые переносят электроны между «звеньями». Гены Rnf часто встречаются в геномах бактерий и их продукты до сих пор считались участниками клеточного дыхания у прокариот. На основе биохимических и генетических данных ученые выдвинули гипотезу о том, что эти белки закрепляются в мембране и участвуют в электронном транспорте. Однако выделить фермент и доказать его свойства не удавалось: белок неизбежно деградировал. Мартин Кухнс (Martin Kuhns) и Драган Трифунович (Dragan Trifunović) из Франкфуртского института молекулярной биологии предположили, что тот же белок термофильных бактерий может оказаться стабильнее своих молекулярных родственников у других организмов. Для исследования ученые выбрали T. maritima — анаэробную бактерию, которая была впервые обнаружена в горячих водах вблизи итальянского города Вулкано. Биологи хотели показать, что оба белка действительно транспортируют ионы сквозь мембрану.N + 1