Πώς λειτουργούν τα ένζυμα:Οι χημικοί UB δημοσιεύουν μια σημαντική ανακάλυψη

Μια ομάδα χημικών από το πανεπιστήμιο στο Μπάφαλο έχει κάνει μια σημαντική ανακάλυψη για το πώς λειτουργούν τα ένζυμα, ένα εύρημα που θα μπορούσε να έχει συνέπειες για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων και θεραπειών για διάφορες ασθένειες.

Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, αποκαλύπτει έναν νέο μηχανισμό με τον οποίο τα ένζυμα μπορούν να ελέγξουν τις χημικές αντιδράσεις. Αυτός ο μηχανισμός, που ονομάζεται "επιλογή διαμόρφωσης", περιλαμβάνει το ένζυμο που αλλάζει το σχήμα του προκειμένου να δεσμευτεί σε ένα μόριο υποστρώματος και να καταλύει μια αντίδραση.

"Αυτή είναι μια σημαντική ανακάλυψη στην κατανόησή μας για το πώς λειτουργούν τα ένζυμα", δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης Dr. Andrei Tokmakoff, καθηγητής χημείας στο UB College of Arts and Sciences. "Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα ένζυμα λειτουργούν μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης μιας αντίδρασης, αλλά η έρευνά μας δείχνει ότι η επιλογή διαμόρφωσης είναι επίσης ένας κρίσιμος παράγοντας".

Η ενέργεια ενεργοποίησης είναι η ενέργεια που απαιτείται για την έναρξη μιας χημικής αντίδρασης. Με τη μείωση της ενέργειας ενεργοποίησης, τα ένζυμα μπορούν να επιταχύνουν τις αντιδράσεις που διαφορετικά θα ήταν πολύ αργή να συμβούν σε θερμοκρασία δωματίου.

Η επιλογή διαμόρφωσης, από την άλλη πλευρά, περιλαμβάνει το ένζυμο που αλλάζει το σχήμα του προκειμένου να δεσμευτεί σε ένα μόριο υποστρώματος. Αυτή η αλλαγή σχήματος δημιουργεί ένα συγκεκριμένο περιβάλλον που επιτρέπει στο ένζυμο να καταλύει μια αντίδραση.

"Η ανακάλυψη της επιλογής διαμόρφωσης ως μηχανισμού κατάλυσης ενζύμων έχει σημαντικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων και θεραπειών", δήλωσε ο Tokmakoff. "Με την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των ενζύμων, μπορούμε να σχεδιάσουμε φάρμακα που μπορούν να αναστέλλουν ή να ενεργοποιήσουν συγκεκριμένα ένζυμα, τα οποία θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες θεραπείες για μια ποικιλία ασθενειών".

Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε μια ποικιλία τεχνικών, συμπεριλαμβανομένης της κρυσταλλογραφίας ακτίνων Χ, της φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού και των προσομοιώσεων μοριακής δυναμικής, για να μελετήσει τον μηχανισμό της επιλογής διαμόρφωσης σε ένζυμα.

Τα ευρήματα της μελέτης παρέχουν ένα νέο πλαίσιο για την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των ενζύμων και θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων και θεραπειών για διάφορες ασθένειες.

Εκτός από τον Tokmakoff, η ερευνητική ομάδα περιλάμβανε τον Dr. Alexander Mozzhukhin, πρώην μεταδιδακτορικό ερευνητή στο εργαστήριο του Tokmakoff και τον Dr. Yifan Song, έναν τρέχοντα μεταδιδακτορικό ερευνητή στο εργαστήριο.