Χαρτογράφηση ηλεκτρικών πεδίων για να βοηθήσετε να ξεπεραστεί πώς λειτουργούν τα ένζυμα
Τα ηλεκτρικά πεδία δημιουργούνται από την κίνηση φορτισμένων σωματιδίων. Σε ένα ένζυμο, το ηλεκτρικό πεδίο παράγεται από την κίνηση των ηλεκτρονίων μεταξύ του ενεργού θέσης του ενζύμου και του υποστρώματος. Αυτή η κίνηση των ηλεκτρονίων δημιουργεί ένα θετικό φορτίο στην ενεργό θέση, η οποία προσελκύει το αρνητικά φορτισμένο υπόστρωμα. Το ηλεκτρικό πεδίο βοηθά επίσης στον προσανατολισμό του υποστρώματος στη σωστή θέση για κατάλυση.
Η χαρτογράφηση ηλεκτρικών πεδίων μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας μια ποικιλία τεχνικών, όπως:
* Χαρτογράφηση ηλεκτροστατικού δυναμικού: Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί υπολογιστικές μεθόδους για τον υπολογισμό του ηλεκτρικού δυναμικού γύρω από ένα ένζυμο. Το ηλεκτρικό δυναμικό είναι ένα μέτρο της ποσότητας ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα δεδομένο σημείο στο διάστημα.
* Διευθυντική χαρτογράφηση: Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί ένα μόριο ανιχνευτή για τη μέτρηση της διηλεκτρικής σταθεράς του περιβάλλοντος γύρω από ένα ένζυμο. Η διηλεκτρική σταθερά είναι ένα μέτρο για το πόσο καλά ένα υλικό μπορεί να αποθηκεύσει ηλεκτρική ενέργεια.
* Μεταφορά ενέργειας συντονισμού φθορισμού (FRET): Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί δύο φθορίζουσες βαφές για να μετρήσει την απόσταση μεταξύ δύο σημείων σε ένα ένζυμο. Το FRET μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να χαρτογραφήσει το ηλεκτρικό πεδίο γύρω από ένα ένζυμο μετρώντας τις αλλαγές στην απόσταση μεταξύ των δύο βαφών.
Η χαρτογράφηση ηλεκτρικών πεδίων έχει χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει μια ποικιλία ενζύμων, όπως:
* πρωτεάσες: Οι πρωτεάσες είναι ένζυμα που διασπούν πρωτεΐνες. Η χαρτογράφηση ηλεκτρικών πεδίων έχει χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει την ενεργό θέση των πρωτεασών και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πρωτεασών και των υποστρωμάτων τους.
* Κινάσες: Οι κινάσες είναι ένζυμα που προσθέτουν μια φωσφορική ομάδα σε πρωτεΐνες. Η χαρτογράφηση ηλεκτρικών πεδίων έχει χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει την ενεργό θέση των κινάσεων και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κινάσεων και των υποστρωμάτων τους.
* Φωσφατάσες: Οι φωσφατάσες είναι ένζυμα που απομακρύνουν μια φωσφορική ομάδα από πρωτεΐνες. Η χαρτογράφηση ηλεκτρικού πεδίου έχει χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει την ενεργό θέση των φωσφατασών και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των φωσφατασών και των υποστρωμάτων τους.
Η χαρτογράφηση ηλεκτρικού πεδίου είναι ένα ισχυρό εργαλείο που μπορεί να βοηθήσει να ξεδιπλώσει πώς λειτουργούν τα ένζυμα. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το σχεδιασμό νέων φαρμάκων και αναστολέων που στοχεύουν συγκεκριμένα ένζυμα.
