Forskningen, publicerad i tidskriften Nature, avslöjar en ny mekanism genom vilken enzymer kan kontrollera kemiska reaktioner. Denna mekanism, som kallas "konformationellt urval", innebär att enzymet ändrar sin form för att binda till en substratmolekyl och katalysera en reaktion.
"Detta är ett stort genombrott i vår förståelse av hur enzymer fungerar", säger studiens huvudförfattare Dr Andrei Tokmakoff, professor i kemi vid UB College of Arts and Sciences. "I årtionden har forskare trott att enzymer fungerar genom att sänka aktiveringsenergin för en reaktion, men vår forskning visar att konformationellt urval också är en kritisk faktor."
Aktiveringsenergi är den energi som krävs för att starta en kemisk reaktion. Enzymer sänker aktiveringsenergin för en reaktion genom att binda till substratmolekylen och tillhandahålla en specifik miljö för reaktionen att äga rum.
Konformationellt urval, å andra sidan, är den process genom vilken ett enzym ändrar sin form för att binda till substratmolekylen. Denna formförändring tillåter enzymet att mer effektivt katalysera reaktionen.
Forskarna studerade enzymet ketosteroid isomeras, som är involverat i metabolismen av steroider. De använde en mängd olika tekniker, inklusive röntgenkristallografi och simuleringar av molekylär dynamik, för att visa att konformationellt urval är avgörande för enzymets aktivitet.
"Våra fynd har viktiga konsekvenser för utvecklingen av nya läkemedel och behandlingar", säger Dr. Tokmakoff. "Genom att förstå hur enzymer fungerar kan vi designa läkemedel som kan hämma eller aktivera specifika enzymer, vilket kan leda till nya behandlingar för en mängd olika sjukdomar."
Forskargruppen arbetar nu för att ytterligare undersöka rollen av konformationellt urval i enzymkatalys. De utvecklar också nya metoder för att använda denna kunskap för att designa nya läkemedel.
