Forskere afslører, hvordan enzymbevægelser katalyserer reaktioner

Enzymer er biologiske katalysatorer, der fremskynder kemiske reaktioner i levende organismer. Det gør de ved at sænke aktiveringsenergien for en reaktion, som er den energi, der kræves for at starte reaktionen. Enzymer opnår dette ved at give et specifikt miljø, hvor reaktionen kan finde sted, hvilket inkluderer binding til reaktanterne og orientering af dem på en måde, der gør reaktionen mere sandsynlig.

De nøjagtige mekanismer, hvorved enzymer katalyserer reaktioner, har været genstand for megen forskning. I en nylig undersøgelse brugte forskere fra University of California, Berkeley, en kombination af eksperimentelle og beregningsmæssige teknikker til at afsløre, hvordan enzymernes bevægelser bidrager til deres katalytiske aktivitet.

Forskerne studerede et enzym kaldet cytochrom c-oxidase, som er ansvarlig for det sidste trin i elektrontransportkæden, som er den proces, hvorved celler genererer energi. Cytochrom c-oxidase er et stort proteinkompleks, der indeholder flere metalioner, herunder kobber og jern. Forskerne fandt ud af, at disse metalioners bevægelser er afgørende for enzymets katalytiske aktivitet.

Forskerne brugte en teknik kaldet tidsopløst røntgenkrystallografi til at fange bevægelserne af metalionerne i cytochrom c-oxidase, da det katalyserede en reaktion. De fandt ud af, at metalionerne vibrerer i et bestemt mønster, der hjælper med at bringe reaktanterne sammen og orientere dem på en måde, der gør reaktionen mere sandsynlig.

Forskerne brugte også computersimuleringer til at modellere bevægelserne af metalionerne i cytochrom c-oxidase. De fandt ud af, at simuleringerne nøjagtigt gengav de eksperimentelle data, og de gav yderligere indsigt i metalionbevægelsernes rolle i enzymkatalyse.

Resultaterne af denne undersøgelse giver ny indsigt i de mekanismer, hvorved enzymer katalyserer reaktioner. Denne information kan bruges til at designe nye enzymer eller til at forbedre effektiviteten af ​​eksisterende enzymer.

Kilde:

* [Forskere afslører, hvordan enzymbevægelser katalyserer reaktioner](https://www.berkeley.edu/news/media/releases/2021/01/enzyme-motions-catalyze-reactions)