Нови открития за силата на ензимите могат да променят биохимията

Учени от Станфордския университет постигнаха пробив в разбирането на ензимите – биологичните катализатори, които ускоряват химичните реакции, поддържащи живота. С помощта на над 1000 рентгенови снимки те анализираха динамичните промени в структурата на ензимите, разкривайки механизми, които могат да доведат до революционни приложения в медицината, индустрията и образованието.

Как ензимите ускоряват реакциите трилиони пъти?

Според проф. Дан Хершлаг, водещ автор на изследването, публикувано в Science, ензимите са „забележителни молекулярни машини“, но досега науката не е имала детайлно количествено обяснение за тяхната ефективност.

„Някои реакции се ускоряват трилиони трилиони пъти благодарение на ензимите, но разбирането ни за това как точно работят все още е ограничено“, казва Хершлаг.

Пробив: Анализ на „ансамбли от състояния“

Традиционните модели приемат, че ензимите имат една фиксирана структура, но новото изследване показва, че те съществуват в ансамбли от динамично променящи се състояния. Това откритие разкрива как молекулите взаимодействат по време на катализа и защо някои ензими са толкова ефективни.

Д-р Сиюан Ду, съавтор на изследването, обяснява:

„Нашият подход ни позволи да разберем кои характеристики на ензимите осигуряват катализа и с каква ефективност. Това ни доближава до създаването на ензими, които съперничат на тези, открити в природата.“

От фундаментална наука до практически приложения

• Откриване на нови лекарства – по-доброто разбиране на ензимите може да помогне при разработването на по-ефективни терапии.
• Биотехнологии и индустрия – проектирането на изкуствени ензими може да оптимизира производството на биогорива, пластмаси и лекарства.
• Революция в образованието – новите открития ще променят начина, по който биохимията се преподава в университетите.

Копиране на природата: Следващата стъпка в науката за ензимите

Изследователите установяват, че каталитичните механизми на ензимите не са случайни, а са повторно откривани от природата през еволюцията. Това означава, че ако разберем как те работят, можем да проектираме нови, по-ефективни ензими.

„В крайна сметка трябва да разберем ензимите по-добре, преди да очакваме да ги контролираме и да създаваме по-добри от природните“, заключава Хершлаг.

Източник: Obekti.bg