29 июня, 2016 
adminGWP
Исследователи приблизились к пониманию того, как и почему вода необходима для жизни. На этой неделе в Национальной Академии наук работы, которые обеспечивает убедительные доказательства, что белки-это сложные и большие молекулы, которые складываются в определенные формы, то поток биохимических реакций — не складывать независимо друг от друга. Вместо сворачивания белков намного мельче молекул воды, которые окружают белки, вытаскивая и подталкивая их к вам в долю секунды свернулся вместе определенным образом, как маленький оригами художников, которые складывать большие листы бумаги с невероятной скоростью.
Дунпин Юнг, руководитель исследовательской группы в университете штата Огайо, которые сделали открытие, назвал работу «важным шагом вперед в понимании водно-белковых взаимодействий и говорит, что она отвечает на вопрос, который озадачил ученых на протяжении десятилетий.
«В течение долгого времени, исследователи попытались выяснить, как вода взаимодействует с белками. Это фундаментальная проблема, которая имеет отношение к структуре, стабильности, динамики и, наконец, функцией протеина,» сказал Юнг. «Мы считаем, что у нас есть надежное, прямое доказательство 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 в движении молекул воды вокруг ДНК-полимеразы-Тип белка, который помогает ДНК к размножению.
Для того, чтобы получить хороший взгляд на это взаимодействие, необходимо точно определить оптические зонды на поверхности белка, — говорит он. Исследователи вводили молекулы аминокислоты триптофана в белке как зонд, и размеренно, как вода движется вокруг него.
Как правило, молекулы воды текут мимо друг друга со скоростью пикосекунд, в то время как белки с наносекундной скоростью — 1000 раз медленнее. Ранее группа Юнг показал, что молекулы воды замедляют, сталкиваясь с белком. Но когда они с ним молекулы воды все-таки двигаться в 100 раз быстрее, чем белок.
В новом исследовании ученым удалось установить, что молекулы воды имеют непосредственное отношение к «боковых цепей» белка, частями молекул белков, которые связывают и несвязанные между собой, что позволяет складывать и функции. Исследователи также смогли заметить синхронное движение молекул.
Компьютерное моделирование в суперкомпьютерном центре Огайо, позволила ученым визуализировать то, что происходит: там, где вода движется в особым образом, через секунду в сложенном виде белка, а если молекула воды выталкивается белок меняет форму.
Вода не может произвольно изменить форму белков, пояснил Юнг. Белки могут свернуться и развернуться по-разному, в зависимости от аминокислот составляющих.
«Мы показали, что окончательная форма белка зависит от двух вещей: воды и аминокислот. Сейчас можно сказать, что на весах больших колебаний на поверхности белка контролируется колебания в воде. Молекулы воды работают вместе как одна большая сеть, которая управляет движением белки».
Ученые начали понимать, почему жизнь не может без воды
Илья Весь
Опубликовано в рубрике