Это первое исследование, которое напрямую связывает танец фермента (в атомных деталях) с его оптимальной температурой. Эти результаты позволяют по-новому взглянуть на то, как структура ферментов связана с их ролью катализатора, и, что важно, могут предоставить путь к разработке лучших биокатализаторов для использования в химических реакциях в промышленных процессах, таких как производство лекарств. Это также намекает на то, почему в конечном итоге эволюция предпочла белки нуклеиновым кислотам в качестве катализаторов в биологии: белки предлагают гораздо больше возможностей «настраивать» свое «покачивание» и свою реакцию на химические реакции.
Д-р Марк ван дер Камп и профессор Адриан Малхолланд (Бристоль) работали с профессором Виком Аркусом (Вайкото, Новая Зеландия) и его коллегами, чтобы выяснить, как «шевеление и покачивание» или динамика ферментов «регулируется» во время реакции, которую они катализируют. . В результате теплоемкость ферментов изменяется во время реакции, и именно размер этого изменения является критическим фактором при определении температуры, при которой фермент работает лучше всего.Так что же вызывает изменение теплоемкости фермента во время реакции? И чем это отличается у разных ферментов, так что их каталитическая активность настраивается в соответствии с организмом и температурой окружающей среды, в которой они живут?
Доктор Ван дер Камп сказал: «Наше компьютерное моделирование« покачивания и покачивания »ферментов на разных стадиях реакции показывает нам, как эти структурные флуктуации вызывают разницу в теплоемкости и тем самым могут предсказать оптимальную температуру фермента. Наша работа продемонстрировала, что мы можем сделать это точно для двух совершенно разных ферментов, сравнив с экспериментальными данными.«Что интересно, так это то, что важна вся структура фермента:« танец »меняется не только в непосредственной близости от места, где происходит химическая реакция, но и в некоторых частях гораздо дальше. Это имеет последствия для эволюции: сочетание структура фермента и реакция, которую катализирует фермент, определят его оптимальную рабочую температуру.
Незначительное изменение структуры может изменить «танец» ».Работа помогает объяснить, как организмы могут эволюционировать, чтобы жить при разных температурах, и намекает на то, почему в конечном итоге эволюция предпочла белки нуклеиновым кислотам в качестве катализаторов в биологии: белки предлагают гораздо больше возможностей « настраивать » свое « покачивание и покачивание » и свою реакцию. к химическим реакциям.