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。活性化エネルギーを低下させることにより、酵素は室温で発生するには遅すぎる反応をスピードアップできます。
一方、立体構造の選択には、基質分子に結合するために酵素がその形状を変えます。この形状の変化は、酵素が反応を触媒できるようにする特定の環境を作成します。
「酵素触媒のメカニズムとしての立体配座選択の発見は、新薬と治療の開発に重要な意味を持っています」とTokmakoff氏は述べています。 「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、X線結晶学、核磁気共鳴分光法、分子動力学シミュレーションなど、さまざまな手法を使用して、酵素の立体構造選択のメカニズムを研究しました。
この研究の結果は、酵素がどのように機能するかを理解するための新しい枠組みを提供し、さまざまな疾患の新薬と治療の開発につながる可能性があります。
Tokmakoffに加えて、研究チームには、Tokmakoffの研究室の元ポスドク研究員であるAlexander Mozzhukhin博士と、研究室の現在のポスドク研究者であるYifan Song博士が含まれていました。
