211service.com
Ar fermentai turi įmontuotas aušinimo sistemas?
Tyrimas, kaip molekulinės mašinos surenka ir prižiūri mūsų kūnus, yra vienas iš svarbiausių mūsų kartos mokslų. Kuo daugiau sužinome apie šias mašinas, tuo jos atrodo sudėtingesnės ir pajėgesnės.
Viena visoms mašinoms būdinga ypatybė yra ta, kad jos geriausiai veikia esant tam tikram temperatūros diapazonui. Daugelyje žmonių sukurtų mašinų yra sudėtingos temperatūros palaikymo sistemos. Panašiai daugelis evoliucijos sukurtų mašinų turi itin efektyvias šilumos valdymo sistemas. Pagalvokite apie dideles ausis ir prakaito liaukas.
Taigi atrodo pagrįsta manyti, kad evoliucija galėjo rasti būdą, kaip molekulinės mašinos galėtų valdyti savo temperatūrą.
Šiandien Hansas Briegelis iš Insbruko universiteto Austrijoje ir Sandu Popescu iš Bristolio universiteto JK pateikė patrauklų pasiūlymą, kaip tokia šilumos valdymo sistema galėtų veikti.
Mašinos, į kurias jie sutelkia dėmesį, yra fermentai, mašinos, kurios katalizuoja tam tikras biochemines reakcijas.
Iš esmės fermentai yra molekuliniai spaustukai. Jie sugriebia konkrečias biomolekules ir sulaiko jas. Tai sumažina bet kokio cheminio proceso, kuriame dalyvauja biomolekulės, aktyvacijos energiją, todėl padidėja reakcijos greitis.
Tačiau fermentų veikimas yra labai jautrus temperatūrai. Jų katalizuojamų reakcijų greitis lėtai didėja didėjant temperatūrai, kol pasiekia maksimumą, o tada smarkiai sumažėja.
Mechaniniu lygmeniu papildoma šiluma padidina vibracijos kiekį mašinos molekulinėje struktūroje. Konkreti fermento problema yra molekulinių žandikaulių virpesiai, kuriuos jis naudoja biomolekulėms sulaikyti (kitaip vadinama aktyvacijos vieta).
Kylant temperatūrai, šių žandikaulių vibracijos didėja tol, kol jie nebesugeba sugriebti biomolekulių, kurioms yra skirtos laikyti. Tada reakcijos greitis smarkiai sumažėja.
Briegelis ir Popescu teigia, kad būtų labai naudinga, jei fermentas galėtų atvėsinti šiuos žandikaulius. Ir jie numato vieną būdą, kaip tai padaryti, kurį jie vadina konformaciniu aušinimu.
Idėja yra ta, kad nedidelis fermento formos pasikeitimas laikinai sustingsta žandikauliai. Tai sumažina žandikaulių vibraciją, taigi ir jų temperatūrą. Kai atvėsę žandikauliai atsipalaiduoja, jie vėl gali sugriebti atitinkamas biomolekules. Bent jau tol, kol jie vėl įkais.
(Svarbiausia, kad žandikauliai turi atsipalaiduoti greičiau nei įkaista, kitaip nėra jokio pranašumo.)
Žinoma, kiekvienam šaldytuvui reikia energijos šaltinio, o Briegelis ir Popescu teigia, kad tai galėtų užtikrinti kita molekulė, pvz., ATP.
Puiku šiame pasiūlyme yra tai, kad jį būtų galima lengvai išbandyti atliekant labai paprastą eksperimentą. Tiesiog išmatuokite fermentinės reakcijos greičio priklausomybę nuo temperatūros su ATP ir be jo.
Jei ATP iš tikrųjų suteikia energijos fermentui atvėsinti, tada dvi kreivės turėtų skirtis.
Tai eksperimentas, kurį iniciatyvus abiturientas galėtų atlikti rytoj.
Praneškite mums, kaip seksis.
Nuoroda: arxiv.org/abs/0912.2365 : Intramolekulinis šaldymas fermentuose