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. Genom att sänka aktiveringsenergin kan enzymer påskynda reaktioner som annars skulle vara för långsamma för att inträffa vid rumstemperatur.
Konformationellt urval, å andra sidan, innebär att enzymet ändrar sin form för att binda till en substratmolekyl. Denna förändring i form skapar en specifik miljö som gör att enzymet kan katalysera en reaktion.
"Upptäckten av konformationellt urval som en mekanism för enzymkatalys har viktiga konsekvenser för utvecklingen av nya läkemedel och behandlingar", säger 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 använde en mängd olika tekniker, inklusive röntgenkristallografi, kärnmagnetisk resonansspektroskopi och simuleringar av molekylär dynamik, för att studera mekanismen för konformationellt urval i enzymer.
Resultaten av studien ger ett nytt ramverk för att förstå hur enzymer fungerar och kan leda till utveckling av nya läkemedel och behandlingar för en mängd olika sjukdomar.
Förutom Tokmakoff inkluderade forskargruppen Dr Alexander Mozzhukhin, en före detta postdoktor i Tokmakoffs labb, och Dr Yifan Song, en nuvarande postdoktor i labbet.
