酶在大多數(shù)生物學(xué)過程中扮演著關(guān)鍵角色——控制能量轉(zhuǎn)換以及遺傳信息和信號的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯。它們擁有非凡的能力,可使生物化學(xué)反應(yīng)加快很多個數(shù)量級。
因此,科學(xué)界對在分子水平上理解酶的催化動力起源存在廣泛興趣。雖然科學(xué)家利用實驗和計算的方法提出了很多假設(shè),但它們必須得到嚴(yán)格的檢驗。
在美國物理聯(lián)合會出版公司下屬《化學(xué)物理學(xué)報》上,一群來自南加州大學(xué)(usc)的研究人員展示了對動力學(xué)概念,即在蛋白構(gòu)象移動和化學(xué)反應(yīng)之間依賴于時間的耦合,進行的關(guān)鍵性的回顧。該研究分析了符合以及不符合動力學(xué)效應(yīng)的所有合理定義。
該團隊的工作集中在探尋酶復(fù)雜反應(yīng)的多尺度計算機仿真上。目前是usc特聘化學(xué)教授的ariehwarshel因此項工作和michaellevitt、martinkarplus共同獲得2013年諾貝爾化學(xué)獎。
“我們的研究回顧了控制酶催化效率的各種方案。控制酶催化效率需要構(gòu)建同化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的自由能表面,以及包含構(gòu)象和化學(xué)坐標(biāo)的催化圖景。”上述研究共同作者、和warshel一起共事的博士后助理ramprasadbora解釋說,利用可靠的理論方法構(gòu)建這些表面是非常有價值的。
通過比較酶催化反應(yīng)和溶液反應(yīng)的自由能表面以及影響這些表面的各種因素,研究人員得以辨認(rèn)出影響酶活力的因素。
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