Sådan virker enzymer:UB-kemikere offentliggør en stor opdagelse

Et team af kemikere fra universitetet i Buffalo har gjort en stor opdagelse om, hvordan enzymer virker, et fund, der kan have konsekvenser for udviklingen af ​​nye lægemidler og behandlinger for en række sygdomme.

Forskningen, offentliggjort i tidsskriftet Nature, afslører en ny mekanisme, hvorved enzymer kan kontrollere kemiske reaktioner. Denne mekanisme, kaldet "konformationel selektion", involverer, at enzymet ændrer sin form for at binde sig til et substratmolekyle og katalysere en reaktion.

"Dette er et stort gennembrud i vores forståelse af, hvordan enzymer virker," sagde undersøgelsens hovedforfatter Dr. Andrei Tokmakoff, professor i kemi ved UB College of Arts and Sciences. "I årtier har forskere troet, at enzymer virker ved at sænke aktiveringsenergien af ​​en reaktion, men vores forskning viser, at konformationel udvælgelse også er en kritisk faktor."

Aktiveringsenergi er den energi, der kræves for at starte en kemisk reaktion. Ved at sænke aktiveringsenergien kan enzymer fremskynde reaktioner, der ellers ville være for langsomme til at opstå ved stuetemperatur.

Konformationel selektion involverer på den anden side, at enzymet ændrer sin form for at binde sig til et substratmolekyle. Denne formændring skaber et specifikt miljø, der gør det muligt for enzymet at katalysere en reaktion.

"Opdagelsen af ​​konformationel selektion som en mekanisme for enzymkatalyse har vigtige konsekvenser for udviklingen af ​​nye lægemidler og behandlinger," sagde Tokmakoff. "Ved at forstå, hvordan enzymer virker, kan vi designe lægemidler, der kan hæmme eller aktivere specifikke enzymer, hvilket kan føre til nye behandlinger for en række sygdomme."

Forskerholdet brugte en række forskellige teknikker, herunder røntgenkrystallografi, kernemagnetisk resonansspektroskopi og molekylær dynamiksimuleringer, til at studere mekanismen for konformationel selektion i enzymer.

Resultaterne af undersøgelsen giver en ny ramme for at forstå, hvordan enzymer virker og kan føre til udvikling af nye lægemidler og behandlinger for en række sygdomme.

Ud over Tokmakoff omfattede forskerholdet Dr. Alexander Mozzhukhin, en tidligere postdoc-forsker i Tokmakoffs laboratorium, og Dr. Yifan Song, en nuværende postdoc-forsker i laboratoriet.