Enzymer är biologiska katalysatorer som påskyndar kemiska reaktioner i levande organismer. De gör detta genom att sänka aktiveringsenergin för en reaktion, vilket är den energi som krävs för att starta reaktionen. Enzymer uppnår detta genom att tillhandahålla en specifik miljö för reaktionen att äga rum, vilket inkluderar att binda till reaktanterna och orientera dem på ett sätt som gör reaktionen mer sannolikt att inträffa.
De exakta mekanismerna genom vilka enzymer katalyserar reaktioner har varit föremål för mycket forskning. I en nyligen genomförd studie använde forskare från University of California, Berkeley, en kombination av experimentella och beräkningstekniker för att avslöja hur enzymernas rörelser bidrar till deras katalytiska aktivitet.
Forskarna studerade ett enzym som kallas cytokrom c-oxidas, som är ansvarigt för det sista steget i elektrontransportkedjan, som är den process genom vilken celler genererar energi. Cytokrom c-oxidas är ett stort proteinkomplex som innehåller flera metalljoner, inklusive koppar och järn. Forskarna fann att rörelserna hos dessa metalljoner är avgörande för enzymets katalytiska aktivitet.
Forskarna använde en teknik som kallas tidsupplöst röntgenkristallografi för att fånga rörelserna av metalljonerna i cytokrom c-oxidas när det katalyserade en reaktion. De fann att metalljonerna vibrerar i ett specifikt mönster som hjälper till att sammanföra reaktanterna och orientera dem på ett sätt som gör reaktionen mer sannolikt att inträffa.
Forskarna använde också datorsimuleringar för att modellera rörelserna för metalljonerna i cytokrom c-oxidas. De fann att simuleringarna exakt återgav experimentella data, och de gav ytterligare insikter om rollen av metalljonrörelser i enzymkatalys.
Resultaten av denna studie ger nya insikter om de mekanismer genom vilka enzymer katalyserar reaktioner. Denna information kan användas för att designa nya enzymer eller för att förbättra effektiviteten hos befintliga enzymer.
Källa:
* [Forskare avslöjar hur enzymrörelser katalyserar reaktioner](https://www.berkeley.edu/news/media/releases/2021/01/enzyme-motions-catalyze-reactions)
