Евро-Азиатский институт образовательных технологий Eurasian Institute of educational technologies
Monday, 2021-03-01, 6:27 PM
Site menu
Section categories
Археология- Аrcheology
Ботаника- Вotany
География- Geography
Зоология- Zoology
История- Нistory
История науки- Нistory of science
Медицина- Мedicine
Образование- Education
Общая биология- General biology
Общество- Society
Палеонтология- Рaleontology
Право- Jurisprudence
Психология- Рsychology
Технологии- Technology
Физика- Physics
Химия- Сhemistry
Экология- Еcology
Экономика- Еconomy
Our poll
Оцените наш сайт/ Please rate our website
Total of answers: 1367
Statistics

Total online: 1
Guests: 1
Users: 0

2:47 PM
Химики открыли путь к синтетической жизни Perspective: Defining and quantifying the role of dynamics in enzyme catalysis

Команда химиков под руководством Арье Уоршела (Arieh Warshel) из Университета Южной Калифорнии разработали метод, позволяющий предсказать каталитическую активность различных ферментов. В будущем это позволит создавать ферменты с нужными свойствами для промышленного производства, а также для получения искусственных клеток. Статья, в которой раскрываются подробности научной работы, опубликована в The Journal of Chemical Physics.

Ферменты играют важную роль в большинстве биологических процессах: получении и переносе энергии, транскрипции и трансляции генетического материала, а также передачи сигналов. Ферменты являются биологическими катализаторами, ускоряя биохимические реакции на много порядков, обеспечивая правильное функционирование живых клеток. Однако фундаментальные причины каталитической мощности ферментов до сих пор оставались загадкой.

Новый подход, который объединяет в себе классическую и квантовую физику, позволяет выяснить, что именно позволяет протекать ферментативной реакции. Метод основан на модели комплексных химических систем, за которую Уоршел получил в 2013 году Нобелевскую премию. Чтобы реакция протекала, необходим определенный уровень свободной энергии. На свободную энергию оказывают влияние физические факторы. Значения последних могут меняться в широких пределах, что приводит к понижению или увеличению свободной энергии. Тем самым создается своеобразный ландашфт, где вершины холмиков соответствуют максимумам энергии, а долины — минимумам.

Чтобы проверить, какие именно факторы имеют значение, ученые смоделировали влияние конформационных изменений ферментов (иными словами, изменения их геометрической структуры), а также их химические и физические свойства. В качестве сравнения химики исследовали течение химических реакций без участия ферментов. Оказалось, что ключевым фактором, способствующим каталитической активности ферментов, является разность потенциалов между реагентами и продуктами реакции.

Модель позволяет предсказать, какими должны быть ферменты, чтобы достичь подходящей разности потенциалов для протекание реакции. Так можно адаптировать белки для катализа химических и биохимических процессов в промышленных масштабах.

Источник: lenta.ru

Enzymes control chemical reactions that are key to life processes, and allow them to take place on the time scale needed for synchronization between the relevant reaction cycles. In addition to general interest in their biological roles, these proteins present a fundamental scientific puzzle, since the origin of their tremendous catalytic power is still unclear. While many different hypotheses have been put forward to rationalize this, one of the proposals that has become particularly popular in recent years is the idea that dynamical effects contribute to catalysis. Here, we present a critical review of the dynamical idea, considering all reasonable definitions of what does and does not qualify as a dynamical effect. We demonstrate that no dynamical effect (according to these definitions) has ever been experimentally shown to contribute to catalysis. Furthermore, the existence of non-negligible dynamical contributions to catalysis is not supported by consistent theoretical studies. Our review is aimed, in part, at readers with a background in chemical physics and biophysics, and illustrates that despite a substantial body of experimental effort, there has not yet been any study that consistently established a connection between an enzyme’s conformational dynamics and a significant increase in the catalytic contribution of the chemical step. We also make the point that the dynamical proposal is not a semantic issue but a well-defined scientific hypothesis with well-defined conclusions.

http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jcp/144/18/10.1063/1.4947037

 

Category: Химия- Сhemistry | Added by: semen_ivanov_1985
Log In
Search
Calendar
«  August 2016  »
SuMoTuWeThFrSa
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031
Организации / Оrganizations
Полезные ссылки / Useful links