Новости химической науки > Принуждение фермента к активности

Результаты нового исследования демонстрируют, что физическое растяжение фермента может увеличить его активность даже в том случае, если его активный центр не скрыт. Исследователи, обнаружившие этот эффект, полагают, что механическое воздействие может играть более существенную роль в биологических молекулярных системах, чем предполагалось ранее.

Рисунок из Nano Lett., 2009, DOI: 10.1021/nl9015705

Некоторое время назад стало известно, что ферменты с латентными (скрытыми) активными центрами могут быть активированы за счет механического воздействия, открывающего доступ к активному центру. Однако Кирстен Бланк (Kerstin Blank) из Университета Наймегена (Нидерланды) продемонстрировала, что механическая сила может активировать и «обычные» ферменты.

Исследователи химически связали липазу дрожжей с предметным стеклом. Над ферментом была размещена прикрепленная к щупу атомно-силового микроскопа бусина, покрытая антителом к этому ферменту. При приближении бусины к ферменту он связывался с антителами. Затем щуп AFM, растягивая фермент до того момента, пока не разорвется связь фермент-антитело, такой разрыв приводит к возвращению фермента в нативное состояние. Фермент может активировать реакцию субстрата, приводящую к высвобождению флуоресцирующего продукта, концентрация которого может быть измерена с помощью флуоресцентной микроскопии полного внутреннего отражения [internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy], что позволяет определить активность фермента на протяжении всего процесса растяжения.

Исследователи наблюдали небольшую остаточную активность фермента до его растяжения. С момента начала растяжения до разрыва связи фермента с антителом наблюдался существенный всплеск активности фермента, из чего исследователи делают вывод о влиянии механической силы растяжения на активность изучаемого фермента.

Исследователи предполагают, что сила, воздействующая на фермент, растягивает определенную часть молекулы – длинную α-спираль, и это растяжение облегчает доступ субстрата в активному центру фермента.

Источник: Nano Lett., 2009, DOI: 10.1021/nl9015705

метки статьи: #биохимия, #молекулярная биология, #нанотехнологии, #физическая химия, #химия полимеров