🧬 В биологии ферменты развивались миллионы лет, чтобы управлять химическими реакциями. Ученые из Института динамики и самоорганизации Макса Планка (MPI-DS) вывели универсальные правила для создания идеальных ферментов с нуля! Их работа 📄 опубликована в журнале Chem Catalysis.
🌐 В качестве примера они изучили ферментативную реакцию расщепления димера на две мономерные молекулы. Анализируя геометрию комплекса «фермент-субстрат», исследователи определили три золотых правила построения работоспособного фермента:
1️⃣ Интерфейс фермента и молекулы должен находиться на их более узких концах — это обеспечит сильную связь между ними ⚡.
2️⃣ Конформационные изменения фермента (его «формы») не должны быть меньше, чем изменения в реакции.
3️⃣ Эти изменения должны происходить достаточно быстро, чтобы усилить «движущую силу» реакции 🚀.
«Наше исследование основано на двух принципах: сохранение импульса и связь между координатами реакции», — объясняет директор MPI-DS Рамин Голестанян. Ученые расширили классическую 2D-модель координат реакции, обычно описывающую преодоление энергетического барьера.
💡 «Мы учитываем динамику фермента и взаимодействия, поэтому рассматриваем две координаты реакции», — говорит Михалис Хатзиттофи, ведущий автор исследования. «Вместо преодоления барьера 🧗♂️ можно найти альтернативные пути его обхода!»
Эти открытия закладывают новую основу для дизайна молекулярных машин, избавляя от трудоемкого моделирования динамики каждого атома в отдельности 🌟.
Источник: Max Planck Society
Больше материалов по химии 🔬