Технологии Nowostawski

Ученые приблизились к пониманию того, как и почему вода необходима для жизни. На этой неделе в Национальной Академии наук работают, обеспечивая убедительные доказательства того, что белки-это сложные и большие молекулы, которые складываются в определенные формы, позволяя протекать биологические реакции — не способны сложить самостоятельно. Вместо сворачивания белков намного мельче молекул воды, которые окружают белок, вытаскивая и подталкивая их к вам в долю секунды свернулся определенным образом, как небольшая оригами художников, которые складывают гигантские листы бумаги с невероятной скоростью.

Дунпин Юнг, руководитель исследовательской группы из Университета штата Огайо, который сделал открытие, назвал свою работу “большой шаг вперед в понимании водно-белковых взаимодействий и говорит, что она ответит на вопрос, что удивило ученых на протяжении нескольких десятилетий.

“Долгое время ученые пытались выяснить, как вода взаимодействует с белками. Это фундаментальная проблема, которая связана со структурой, стабильность, динамика и, наконец, функция белков”, – говорит Юнг. “Мы считаем, что сейчас у нас есть достоверные прямые доказательства того, что на сверхкоротких временных масштабах (пикосекунд, за триллионную долю секунды) вода модулирует колебания белка”, – заключил он.

Юнг, профессор химии и биохимии, и его команда использовали сверхкоротких лазерных импульсов для записи движущихся молекул воды вокруг ДНК-полимеразы-одного из видов белка, который помогает ДНК к размножению.

Чтобы получить хороший взгляд на это взаимодействие, необходимо точно определить оптические зонды на поверхности белка, – говорит он. Ученые вводили молекулы триптофана аминокислоты с протеином как зонд, и измеряется как вода движется вокруг него.

Как правило, молекулы воды текут мимо друг друга со скоростью пикосекунд, и белки с наносекундной скоростью в 1000 раз медленнее. Ранее группа Юнг показал, что молекулы воды замедляют, сталкиваясь с белком. Но, когда они с ним молекулы воды двигаются в 100 раз быстрее, чем белок.

В новом исследовании ученым удалось установить, что молекулы воды имеют непосредственное отношение к “боковых цепей” белковой части молекулы белка, которые связываются с и несвязанные между собой, обеспечивая складывания и функцией. Исследователи также смогли отметить синхронное движение молекул.

Компьютерного моделирования на суперкомпьютерном центре в Огайо позволило ученым визуализировать то, что происходит: там, где вода движется в определенном направлении, спустя секунду и в сложенном виде протеинов, так, если молекула воды выталкивается белок изменит форму.

Вода не может произвольно изменить форму белка, говорит Юнг. Белки можно сложить и раскрыть несколькими способами, в зависимости от аминокислот, составляющих.

“Мы показали, что окончательная форма белка зависит от двух вещей: воды и аминокислот. Теперь мы можем сказать, что моделирование в физике калькулятор временных масштабов колебаний поверхности белка контролируются колебания воды. Молекулы воды взаимодействуют как сеть, контролировать движение белков”.

Ученые начали понимать, почему жизнь не может обойтись без воды
Илья Хель

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Обсуждение закрыто.