Это – первое исследование, которое свяжет танец фермента (в атомных деталях) непосредственно к ее оптимальной температуре. Эти результаты обеспечивают новое понимание того, как структура ферментов связана с ее ролью катализатора и значительно, могла предоставить маршрут проектированию лучших биокатализаторов для использования в химических реакциях в производственных процессах, таких как производство наркотиков.
Это также намекает, почему белки были в конечном счете предпочтены эволюцией по нуклеиновым кислотам как катализаторы в биологии: белки предлагают намного больше способности ‘настроить’ их ‘покачивание и шевеление’ и их ответ на химические реакции.Доктор Марк ван дер Камп и профессор Эдриан Малхолланд (Бристоль) работали с профессором Виком Аркусом (Waikoto, NZ) и коллеги, чтобы найти, как ‘шевеление и покачивание’ или динамика ферментов ‘настроены вниз’ во время реакции, которую они катализируют. В результате теплоемкость ферментов изменяется во время реакции, и это – размер этого изменения, которое является критическим фактором в определении температуры, при которой фермент работает лучше всего.
Таким образом, что заставляет теплоемкость фермента изменяться во время реакции? И как это отличается в различных ферментах, так, чтобы их каталитические действия были настроены, чтобы удовлетворить организму и температуре окружающей среды, в которой они живут?Доктор Ван дер Камп сказал: «Наши компьютерные моделирования ‘шевеления и покачивания’ ферментов на различных стадиях в реакции говорят нам, как эти структурные колебания дают начало различию в теплоемкости, и таким образом могут предсказать оптимальную температуру фермента.
Наша работа продемонстрировала, что мы можем сделать это точно для двух совершенно других ферментов, по сравнению с экспериментальными данными.«Что является захватывающим, чтобы видеть, то, что целая структура фермента важна: ‘танец’ не только изменяется близко к тому, где химическая реакция происходит, но также и в частях гораздо дальше далеко.
У этого есть последствия для эволюции: комбинация структуры фермента и реакции катализы фермента определит свою оптимальную рабочую температуру. Тонкое изменение в структуре может изменить ‘танец’».
Работа помогает объяснить, как организмы могут развиться, чтобы жить при различных температурах и намеках, почему белки были в конечном счете предпочтены эволюцией по нуклеиновым кислотам как катализаторы в биологии: белки предлагают намного больше способности ‘настроить’ их ‘покачивание и шевеление’ и их ответ на химические реакции.