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分子GPS可定位酶的活性中心 對(duì)新藥研發(fā)意義重大
jianaisc.com?2014-12-24 17:41:48? ?來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)    我來(lái)說(shuō)兩句

科技日?qǐng)?bào)訊 在日常生活中,全球定位系統(tǒng)(GPS)能可靠定位一輛車在行駛途中的即時(shí)位置。最近,德國(guó)波恩大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種分子“GPS”,用這種“分子定位系統(tǒng)”能可靠確定金屬離子在酶里面的位置,這些離子在新陳代謝和生物產(chǎn)品合成中都扮演著重要角色。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《應(yīng)用化學(xué)》雜志上。

如果沒有酶,地球上也不會(huì)有生命。這些酶分子控制著各種生化反應(yīng),從食物消化到遺傳信息復(fù)制?!懊傅目臻g結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,有著多重折疊,許多層和許多彎曲?!辈ǘ鞔髮W(xué)物理與理論化學(xué)研究所教授奧拉夫·希曼說(shuō)。

而這種“蛋白質(zhì)結(jié)”的反應(yīng)中心叫做“活性中心”,通常有一種或多種金屬離子。在化學(xué)反應(yīng)中,物質(zhì)會(huì)附著或接近金屬離子,離子幫助破壞和重建分子鍵,由此將一種物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N新物質(zhì)。比如在人們胃里,就不斷地發(fā)生著這種轉(zhuǎn)變,食物被分解成身體容易吸收的物質(zhì)。

為了研究這些酶是怎樣運(yùn)作的,科學(xué)家需要精確掌握單個(gè)原子在這些生物分子中是怎樣排列的?!爸灰覀冎烂咐锩娴慕饘匐x子在什么地方,就能精確掌握反應(yīng)進(jìn)程。”希曼說(shuō)。他的研究小組利用一種與GPS(全球定位系統(tǒng))原理極為類似的新方法,確定了一種酶的活性中心的位置。

“酶的結(jié)構(gòu)復(fù)雜重復(fù),就像交通高峰時(shí)的高速迷宮?!毖芯咳藛T解釋說(shuō),要在繁忙的高速路上定位一輛車幾乎是不可能的,金屬離子就像高速路上的車,“隱藏”在酶的重重纏繞和折疊中。就像GPS能定位某輛車的位置,分子GPS也能定位金屬離子的位置。

“我們的‘衛(wèi)星’是自旋標(biāo)記?!毖芯可诩{爾·阿布杜林說(shuō),這是一些小的有機(jī)分子,有不成對(duì)電子而且很穩(wěn)定。他們把6個(gè)這種“分子衛(wèi)星”散布到天青蛋白(azurine,中心有銅離子的藍(lán)色蛋白)酶模型中,首次通過(guò)計(jì)算機(jī)程序跟蹤了這些微小“衛(wèi)星”在纏繞的酶中的“軌道”。他們用一種叫做PELDOR的分光計(jì)確定了各個(gè)“衛(wèi)星”和金屬離子之間的距離。“就像GPS那樣,我們能精確定位酶里面活性中心的位置?!卑⒉级帕终f(shuō)。

“我們開發(fā)了用于基礎(chǔ)研究的方法,還能用它來(lái)弄清其它酶的結(jié)構(gòu)?!毕Bf(shuō)。更好地理解活性中心的物質(zhì)轉(zhuǎn)變,最終也是工業(yè)制藥的基礎(chǔ)。(常麗君)

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