Бета-каротин поддерживает активность ферментов при высокой нагрузке.

от

Роль ферментов в биологических процессах

Ферменты играют ключевую роль в обмене веществ и управляют множеством биологических процессов у людей, растений и в промышленности. Однако при избытке субстрата некоторые ферменты замедляют свою работу — это явление известно как субстратное ингибирование. Оно может снижать эффективность лекарств и производительность в промышленности.

Открытие исследователей из Технического университета Мюнхена

Учёные из Технического университета Мюнхена (TUM) изучили этот механизм и обнаружили, что бета-каротин может помочь противодействовать субстратному ингибированию. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Обычно чем больше работы даётся ферментам, тем активнее они становятся. Но около 20% известных ферментов ведут себя иначе: при избытке молекул они замедляют или даже прекращают работу.

До сих пор субстратное ингибирование не было хорошо изучено. Учёные считают, что оно служит регуляторным механизмом внутри клеток, но может и давать обратный эффект.

Профессор биотехнологии натуральных продуктов в TUM Вильфрид Шваб говорит: «Лабораторные эксперименты с некоторыми лекарствами показывают, что субстратное ингибирование может влиять на эффективность медикаментов. Когда концентрация лекарств слишком высока, реакция может замедлиться».

Тот же принцип может влиять на эффективность в таких областях, как производство продуктов питания и промышленная очистка.

Новое открытие

Шваб и его команда впервые продемонстрировали, что порядок, в котором молекулы связываются с ферментом, может определять, произойдёт ли субстратное ингибирование.

Команда изучала фермент из растения табака, который помогает преобразовывать фенолы — соединения с защитными свойствами — в форму, защищающую растение от хищников или патогенов.

Фермент связывается как с молекулами сахара, так и с фенолами. Исследователи заметили, что когда сначала связывается сахар, а затем фенол, фермент работает нормально. Но когда фенол слишком часто связывается первым, активность фермента подавляется. Чем больше фенолов присутствует, тем чаще происходит эта последовательность, приводящая к остановке защитной реакции растения.

Команда также сделала второе открытие: бета-каротин может смягчать это ингибирование и восстанавливать активность фермента. Он конкурирует с фенолами за те же участки связывания на ферменте, предотвращая слишком частое прикрепление фенолов первыми и запуск остановки работы фермента.

«Эта идея основана на более ранних выводах, которые предполагали, что бета-каротин может влиять на субстратное ингибирование. Однако мы были удивлены, увидев, что бета-каротин действительно может снижать субстратное ингибирование», — говорит Шваб.

Но означает ли это, что бета-каротин может решить проблему повсеместно? «Бета-каротин — это не панацея, — предупреждает Шваб. — Как и во многих системах, ключ к правильной работе ферментов — это баланс. Но наше открытие открывает новые направления для исследований и может в конечном итоге помочь улучшить процессы в широком спектре применений».

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте

Оставьте комментарий