Учените се доближи до разбирането на това как и защо водата е от жизненоважно значение за живота. През седмицата има работа, която осигурява силно доказателство, че Националната Академия на Науките, че протеините - сложни и големи молекули, които се сгъват в специфични форми, даващи възможност за протичане на биологични реакции - не могат да се сгъват независимо. Вместо това, сгъването на протеин е гарантирано много по-малки водни молекули, които обграждат протеини изтеглят и да ги тласкат към тези части от секундата сгънати по определен начин, като малки оригами артисти, които гигантски сгънати листа хартия с невероятна интензивност.
Dongping Jeong, ръководител на изследователския екип в Университета на щата Охайо, който е направил откритието, описано работата като "важна стъпка напред" в разбирането на взаимодействието на водно-протеин, и каза, че това отговаря на въпроса, който озадачи учените в продължение на десетилетия.
"Дълго време учените са се опитали да разбера как водата взаимодейства с протеини. Това е основният проблем, който е свързан към структурата, стабилността и динамиката и накрая, функцията на протеин ", каза Jeong. "Ние вярваме, че сега имаме преки доказателства уверени, че на ultrashort времеви (пикосекунди, трилиона от секундата) вода модулира протеинови колебания", заключи той.
Jeong, професор по химия и биохимия, и неговият екип използва ultrashort лазерни импулси за преместване на водни молекули около полимераза тип протеин ДНК, която помага възпроизвежда ДНК.
За да се получи добър изглед на това взаимодействие, е необходимо да се локализира с голяма точност оптични сонди на повърхността на протеина, казват учените. Учените са въведени молекула аминокиселината триптофан в протеин като проба и се измерва като водата се движи около него.
Обикновено, водните молекули се вливат покрай взаимно скорости пикосекундни, докато протеини пъти със скорост наносекунда - 1000 пъти по-бавно. По-рано група Jeong показа, че водните молекули забавят когато се сблъскват с протеина. Но когато те са свързани с това, молекулите на водата все още се движат до 100 пъти по-бързо от протеина.
Новото изследване, учените са в състояние да определи, че водните молекули директно докоснати "странични вериги" протеинови части от протеинови молекули, които се свързват един с друг и отделени чрез осигуряване на сгъване и функция. Изследователите също са били в състояние да се отбележи времето на молекулно движение.
Компютърно моделиране в Центъра за суперкомпютри в Охайо е позволил на учените да визуализира какво се случва: там, където водата се движи по определен начин, а секунда по-късно сгънати протеин, като че водната молекула е натиснат протеин, за да промени формата си.
Водата не може да се промени формата на протеина е произволно, обясни Chung. Протеините могат да се сгъват и разгъват по няколко начина, в зависимост от аминокиселини, от които се състои.
"Показахме, че окончателната форма на протеина зависи от две неща: самите водни и аминокиселини. Сега можем да кажем, че на свръхбързи времеви скали на колебанията на повърхността на протеина, контролирана от колебанията на вода. Водните молекули работят заедно като голяма мрежа, контролиране на движението на протеини. "
Свързани статии