"Жывы" заўважыў: вада з'яўляецца актыўным гульцом ферментаў
UlVCLUZvcnNjaGVyIGJlcmljaHRlbiBpbiBOYXR1cmUgU3RydWN0dXJhbCAmIE1vbGVjdWxhciBCaW9sb2d5IFdhc3NlciB3aXJrdCBhbHMg4oCeS2xlYmVy4oCcIGluIGJpb2xvZ2lzY2hlbiBFbnp5bS1TdWJzdHJhdC1WZXJiaW5kdW5nZW4=
У біялагічна актыўных камбінацыях ферментаў-субстратаў, такіх як тыя, што ўтрымліваюцца ў леках, вада гуляе больш вырашальную ролю, чым лічылася раней. Навакольная вада дзейнічае як "клей", каб утрымліваць субстрат у патрэбным месцы для фермента. Для гэтага дынаміка вады запавольваецца. Навукоўцы з RUB вакол праф. Марціна Хэвеніт (фізічная хімія) у цесным супрацоўніцтве з навукоўцамі пад кіраўніцтвам праф. Ірыт Сагі з ізраільскага Інстытута Вейцмана можа ўпершыню назіраць і даказваць запаволенне дынамікі вады "ў прамым эфіры". Даследчыкі паведамляюць пра свае вынікі ў "Структурнай і малекулярнай біялогіі прыроды".
Якую ролю адыгрывае растваральнік?
Ферменты - гэта прыродныя рэчывы, якія паскараюць і кантралююць абменныя працэсы ў арганізме. Напрыклад, яны маюць цэнтральнае значэнне для імуннай сістэмы, бо кантралююць баланс паміж актывацыяй і тармажэннем абарончых рэакцый і гуляюць важную ролю ў запаленчых рэакцыях. Даўно вядома, што ферментатыўныя функцыі ў розных растваральніках адбываюцца з вельмі рознай хуткасцю. Пакуль, аднак, уклад растваральніка - у біялагічныя працэсы - ваду - яшчэ не высветлены на малекулярным узроўні.
Дзве новых тэхналогій у спалучэнні
Групы праф Хавенита і праф Сагі ў Інстытуце структурнай біялогіі Інстытута Вейцмана аб'ядналі два нядаўна распрацаваных эксперыментальных метадаў, каб прадэманстраваць важнасць вады для ферментатыўных функцый непасрэдна. Даследаванне было сфакусавана на матрычных металлопротеиназ (ММР). Вы з нашых клетак у так званым внеклеточном матрікса і выконваць там цэнтральныя задачы малекулярнай ўзроўню, як брокеры паведамленняў, менеджэры або падраздзялення тэхнічнага абслугоўвання. Разбіўшы пазаклеткавай матрікса ММР актыўна і непасрэдна ўдзельнічае ў рэарганізацыі нашай тканіны, такія як рост эмбрыёна або пухліны і ў гаенні ран. Шматлікія магчымыя прымянення робяць гэты фермент сем адпраўной кропку для распрацоўкі лекавых сродкаў. «Механізм актывацыі металлопротеиназ матрікса, аднак, на малекулярным узроўні да гэтага часу толькі мала вывучаны, што абцяжарвае сінтэтычныя рэплікі,» кажа прафесар Хавенит.
Дакладны аналіз усіх «гульцоў»
Для дакладнага разумення працэсу актывацыі даследчыкі правялі комплексны аналіз усіх "удзельнікаў": металапратэаза матрыцы як "ферментны носьбіт", яе актывуе субстрат - "ключавая малекула" - і вада ў якасці растваральніка Займае большую частку асяроддзя рэакцыі. У эксперыменце навукоўцы вывучылі звязванне субстрата з ММР. З дапамогай рэнтгенаўскай спектраскапіі з дазволам у часе яны змаглі ахарактарызаваць структурныя змены ў ваколіцах актыўнага ферментнага цэнтра (тут: атам цынку) з атамным дазволам. З дапамогай кінетычнай спектраскапіі паглынання ТГц (KITA) яны зафіксавалі змены ў хуткім руху вады з цягам часу.
разглядаць ваду ў распрацоўцы лекавых сродкаў
Пры розных камбінацыях ММР-бялку была прадэманстравана выразная карэляцыя паміж ваганнямі вадаправоднай сеткі, структурнымі зменамі і функцыяй. Мадэляванне малекулярнай дынамікі дало тлумачэнне для назіранняў: пакуль субстрат яшчэ не дасягнуў «патрэбнага месца» для фермента, дынаміка вады, т. Е. Змена партнёраў у малекулах вады («тэрагерцавы танец» вады) працягваецца хутка . Адначасова са стыкоўкай субстрата да актыўнага цэнтра рух вады ў гэтым раёне значна запавольваецца. Вада там дзейнічае як нейкі глейкі клей, які ўтрымлівае падкладку на месцы. Гэта змяненне танца ТГц вады з адукацыяй сувязі фермент-субстрат назіраецца толькі пры біялагічна актыўных камбінацыях фермент-субстрат. "Такім чынам, запаволенне дынамікі вады, якое было разгледжана ўпершыню, з'яўляецца важнай часткай функцыянальнага кантролю", - кажа прафесар Хэвеніт. "Таму ў будучыні будзе вырашальным улічваць ролю вады ў распрацоўцы лекаў, напрыклад, для барацьбы з пухлінамі".
«Сольватация Science @ руб»
Гэтая праца інтэграваная ў цэнтр цяжару «Сольватация Science @ рублі», тэма з рэкамендаванай Навуковага Савета па садзейнічанні даследаванні патэнцыялу ZEMOS, з якіх бачны нават перавагі кластара прыкладанняў Рэза руб. У хіміі, хімічнай тэхналогіі і біялогіі, існуе вялікая колькасць публікацый, растваральнікі ў якасці інэртнага
(Пасіўныя) СМІ апісваюць для малекулярных працэсаў. За межамі гэтай традыцыйнай пункту гледжання, актыўная роля растваральніка становіцца ўсё больш і больш прыкметным. Новыя эксперыментальныя і тэарэтычныя метады дазваляюць цяпер адкрыццё, апісанне і сістэматычнае ўздзеянне на структуры, дынамікі і кінетыкі складаных з'яў сольватации на малекулярным узроўні. «Таму настаў час распрацаваць адзіную мадэль з предсказательной сілай для працэсаў сольватации», сказаў прафесар Havenith. Гэта як раз мэта «Сольватация Science @ рублёў».
Назва Стрэл
М. Гросман, Б. Борн, М. Хейдэн, Д. Твароўскі, Г. Філдс, І. Сагі, М. Хэвеніт: Карэляваная структурная кінетыка і запаволеная дынаміка растваральніка ў актыўным месцы металапратэазы. Прыродная структурная і малекулярная біялогія, папярэдняя інтэрнэт-публікацыя (AOP), doi: 10.1038 / nsmb.2120 http://www.nature.com/nsmb/journal/vaop/ncurrent/abs/nsmb.2120.html
Крыніца: Бохум [руб]
