Nature誌に掲載されたこの研究は、酵素が化学反応を制御できる新しいメカニズムを明らかにしています。 「立体構造選択」と呼ばれるこのメカニズムは、基質分子に結合して反応を触媒するために、その形状を変化させることを伴います。
「これは、酵素がどのように機能するかについての理解における大きなブレークスルーです」と、UBカレッジオブアーツアンドサイエンスの化学教授であるアンドレイトクマコフ博士博士は述べています。 「何十年もの間、科学者は酵素が反応の活性化エネルギーを下げることで働くと考えてきましたが、私たちの研究は、立体構造の選択も重要な要因であることを示しています。」
活性化エネルギーは、化学反応を開始するのに必要なエネルギーです。酵素は、基質分子に結合し、反応が起こるために特定の環境を提供することにより、反応の活性化エネルギーを低下させます。
一方、立体構造の選択は、酵素がその形状を変化させて基質分子に結合するプロセスです。この形状の変化により、酵素はより効果的に反応を触媒することができます。
研究者は、ステロイドの代謝に関与する酵素ケトステロイドイソメラーゼを研究しました。彼らは、X線結晶学や分子動力学シミュレーションを含むさまざまな手法を使用して、酵素の活性に立体構造選択が不可欠であることを示しました。
「私たちの調査結果は、新薬と治療の開発に重要な意味を持っています」とトクマコフ博士は述べています。 「酵素がどのように機能するかを理解することにより、特定の酵素を阻害または活性化できる薬物を設計することができ、さまざまな疾患の新しい治療につながる可能性があります。」
研究チームは現在、酵素触媒における立体構造選択の役割をさらに調査するために取り組んでいます。彼らはまた、この知識を使用して新薬を設計するための新しい方法を開発しています。
