Protonmotorisk

Protonmotorisk är ett begrepp som används för att beskriva processer eller molekylära motorer som drivs av protonmotiv kraft (PMF), den energikälla som uppstår när protoner pumpas över ett biologiskt membran. PMF utgörs av en elektrokemisk gradient: en protonkoncentrationsskillnad (pH) och en membranpotential som tillsammans kan göras arbete i cellen.

Hur PMF används beror på protonflödets väg genom membranproteiner. När protoner passerar genom proteinkomplex i membranet omvandlas den kemiska energin till mekaniskt arbete eller till syntes av kemiska föreningar. I många fall driver PMF syntesen av ATP via F0F1-ATP-syntas; i andra fall används den för att driva roterande motorer eller aktiv transport av ämnen över membranet. Bakterier utnyttjar ofta PMF i flagellmotorn för rotation samt i näringsupptag via olika transportörer.

Biologisk betydelse och tillämpningar är breda. PMF är central inom cellandningen och energimetabolismen hos många organismer och fungerar som en allmän energikälla i olika membranproteiners arbete. Inom forskning och bioteknik undersöks protonmotoriska system för utveckling av syntetiska nanomotorer och PMF-baserad energihantering i celler. Teorin bakom protondrivna processer kallas chemiosmoti och etablerades av Peter Mitchell.

Se även: proton motive force, chemiosmos, ATP-syntas, bakteriell flagellmotor.