Новости химической науки > Новая гипотеза для взаимодействия фермент-субстрат

Разными ключами нельзя открыть один и тот же замок, однако, в соответствии с новыми исследованиями химиков из Университета Южной Калифорнии, в биологических системах одна и та же реакция может катализироваться различными типами ферментов. Новое исследование может также помочь в моделировании новых катализаторов.

Модель Арие Воршела демонстрирует, что смоделированный фермент может принимать форму многих ключей, которые электростатически подходят к одному и тому же замку. (Credit: Image courtesy of University of Southern California)

Известно, что огромное количество как природных, так и искусственных процессов протекает при участии катализатора, в биологических системах ферменты катализируют практически каждую реакцию. По словам Арие Воршела (Arieh Warshel) из Университета Южной Калифорнии, «Святым Граалем» понимания механизма ферментативного катализа является возможность создания искусственных ферментов. Для решения этой задачи Воршел предлагает компьютерную модель, как объясняющую ключевые моменты ферментативного катализа, так и позволяющую осуществлять направленный дизайн искусственных ферментов.

Уже давно для объяснения особенностей механизма ферментативного катализа исследователи пользуются моделью «ключ-замок», исходящей из идеального соответствия структур активного центра катализатора. Ранее Воршел уже опубликовал серию статей, в которых он предлагает альтернативную гипотезу взаимодействия катализатора с субстратом, основанную на электростатическом притяжении. В соответствии с этой моделью нет необходимости в идеальном стерическом соответствии между субстратом и ферментом. Он полагает, что такое соответствие реализуется лишь на уровне электростатических взаимодействий, причем только в переходном состоянии ферменто-катализируемой реакции.

Если модель Воршела верна, взаимодействие катализатора и субстрата скорее напоминает не ключ-замок, а взаимодействие двух магнитов, притяжение которых зависит от степени сближенности противоположных полюсов. Возможным доказательством правоты калифорнийского биохимика может являться одинаковая каталитическая активность двух значительно различающихся по структуре ферментов – природного и созданного искусственным путем.

Источник: University of Southern California press release

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #молекулярная биология, #химия поверхности