Не было бы никакой жизни на нашей планете без ферментов. Эти молекулы, контроль и позволяют биохимические реакции в пределах от вываривания к дублированию генетической информации. «Ферменты – пространственно сложные структуры, у которых могут быть многократные сгибы, листы и петли», говорит профессор доктор Олав Шиман от Института Физической и Теоретической Химии Боннского университета. В центре реакции такого «узла белка», то, которое известно как «активный центр», часто является одним или несколькими металлическими ионами.
Это означает, что вещество, которое должно быть изменено химической реакцией, свойственно к или близко к металлическому иону. Ион облегчает поломку или преобразование одной или нескольких связей в приложенном веществе, и преобразование в новое вещество возникает через фермент. Такие преобразования постоянно происходят в нашем животе, например, где еда разломана на вещества, которые может легко поглотить наше тело.
Ученые исследуют, как работают такие существенные ферменты. Чтобы сделать это, они должны точно знать, как отдельные атомы устроены в этих биомолекулах. «Когда мы знаем местонахождение металлического иона в ферменте, мы можем лучше понять точно, как реакции продолжаются», говорит профессор Шиман.
Его рабочая группа теперь определила расположение активного центра в ферменте, используя новый метод, который является напоминающим в принципе о системе глобального позиционирования (GPS), с которой работают автомобильные навигационные системы.Как лабиринт движения в течение часа пик«Структура ферментов часто, на первый взгляд, столь же запутывающая как лабиринт движения в течение часа пик», хихикает физический химик из Боннского университета. Так же к тому, как отдельный автомобиль почти невозможно разобрать в большом объеме движения, металлический ион «скрывается» в многочисленных катушках и сгибах фермента.
Тем не менее, положение транспортного средства – и также того из металлического иона – может быть достоверно определено с GPS. Несколько спутников вращаются вокруг нашей планеты и указывают в течение времени транспортировки сигналов на расстояние до определенного момента на земле, например, автомобиле. Место, где сферы расстояния различных спутников пересекаются, то, где автомобиль, который будет расположен.
«Спутники» состоят из вращения маркированный цистеин аминокислотыФизические химики из Боннского университета продолжали двигаться так же. «Наши спутники – этикетки вращения», объясняет докторант Динар Абдуллин.
Это маленькие органические молекулы, у которых есть несоединенный электрон и которые стабильны. Исследователи распределили шесть из этих «молекулярных спутников» в их «бледно-голубой» модели фермента – синий белок с медным ионом в центре. Используя компьютерные программы, ученые сначала отследили «орбиты» крошечных спутников в катушках фермента. Они тогда определили расстояние между спутниками и металлическим ионом, используя спектроскопический метод, а именно, PELDOR, который действует как правитель на молекулярном уровне. «Подобный GPS, мы смогли точно определить расположение активного центра в ферменте от этого», говорит Абдуллин.
Набор инструментов физической химии теперь получил изящный дополнительный метод. «Мы разработали метод для фундаментального исследования, но это может также использоваться, чтобы разъяснить структуру других ферментов», говорит профессор Шиман. Лучшее понимание преобразований вещества в активных центрах – в конечном счете также фонд, например, для промышленного производства препарата.