酵素は、生物の化学反応を加速する生物学的触媒です。彼らは、反応の活性化エネルギーを低下させることでこれを行います。これは、反応を開始するために必要なエネルギーです。酵素は、反応が起こるための特定の環境を提供することによりこれを達成します。これには、反応物に結合し、反応が発生する可能性が高くなる方法でそれらを向けることが含まれます。
酵素が反応を触媒する正確なメカニズムは、多くの研究の対象となっています。最近の研究では、カリフォルニア大学バークレー校の研究者は、実験技術と計算技術の組み合わせを使用して、酵素の動きが触媒活性にどのように寄与するかを明らかにしました。
研究者は、シトクロムCオキシダーゼと呼ばれる酵素を研究しました。これは、細胞がエネルギーを生成するプロセスである電子輸送鎖の最終段階の原因となっています。シトクロムCオキシダーゼは、銅や鉄を含むいくつかの金属イオンを含む大きなタンパク質複合体です。研究者は、これらの金属イオンの運動が酵素の触媒活性に不可欠であることを発見しました。
研究者は、反応を触媒したときに、シトクロムCオキシダーゼの金属イオンの動きを捕捉するために、時間分解X線結晶構造と呼ばれる技術を使用しました。彼らは、金属イオンが特定のパターンで振動することを発見し、反応物を結び付けて反応を発生させる可能性を高めるのに役立ちます。
また、研究者はコンピューターシミュレーションを使用して、シトクロムCオキシダーゼにおける金属イオンの運動をモデル化しました。彼らは、シミュレーションが実験データを正確に再現し、酵素触媒における金属イオン運動の役割に関するさらなる洞察を提供することを発見しました。
この研究の発見は、酵素が反応を触媒するメカニズムに対する新しい洞察を提供します。この情報は、新しい酵素を設計したり、既存の酵素の効率を改善するために使用できます。
出典：
* [研究者は、酵素運動が反応をどのように触媒するかを明らかにします]（https://www.berkeley.edu/news/media/releases/2021/01/enzyme-motions-catalyze-reactions）
