化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  单分子酶促反应分子马达研究获进展
单分子酶促反应分子马达研究获进展
2017-12-14 10:59:57来源:元素商城

元素百科为您介绍单分子酶促反应分子马达研究获进展。液体中的分子通常作无规则的布朗运动。对于有催化活性的酶分子而言,它们可利用酶促反应过程中底物转化时释放的能量驱动其自身的运动。以往研究表明,酶分子运动的扩散系数与底物浓度呈正相关, 该现象被称为酶促分子马达。然而,酶分子是否存在类似细菌的趋向运动,即酶分子是否主动向底物浓度高的方向扩散,是一个疑问。例如,美国加利福尼亚大学伯克利分校教授Bustamante提出可以用“化学声效应(chemoacoustic effect)”来解释这种酶促分子马达。同期发表的对该文的评述中,美国宾夕法尼亚大学教授Joshua Wand则指出,“看起来有可能酶分子进化出了寻找底物的能力,但此观点尚应存疑。”

 单分子酶促反应分子马达研究获进展.jpg

上海应物所物理生物学研究室博士研究生孙乐乐,高延静在研究员李迪、樊春海等指导下,基于DNA折纸术(DNA origami)发展了一种对界面上酶级联反应中的单个酶分子运动轨迹实时成像的方法,并对酶分子趋向运动机制作出解释。研究人员以胆固醇修饰的DNA分子为锚定链,并利用胆固醇分子可以嵌入磷脂双层膜的特点,将酶分子固定在二维磷脂分子界面。研究发现,不同锚定手段可以控制酶分子在二维磷脂界面上的运动速度。其中,利用双链DNA动态锚定(dynamic tethering)的酶分子,可以在二维界面上自由扩散;而利用DNA折纸筏(origami raft)静态锚定(static tethering)的酶分子,则固定在磷脂膜上不动。基于此,科研人员在磷脂双分子层的二维界面上构建了一个酶级联反应:其中上游的葡萄糖氧化酶在界面上固定不动,而下游的过氧化氢酶可以在界面上自由扩散。利用全内反射显微镜,他们实时观测了单个酶分子的运动轨迹。研究发现:以葡萄糖氧化酶分子为坐标中心,下游的过氧化氢酶分子的平动速率确实随上游底物葡萄糖的增加而加快,但上下游酶分子的相对空间距离并未随酶促反应而改变。他们利用Einstein relation计算了界面上过氧化氢酶分子的自旋弛豫时间,发现过氧化氢酶的转动速率大大快于其平动速率,过氧化氢酶分子转动一圈的时间内,其平动距离仅为其自身直径的1/6,即使在酶促反应中,酶分子也并不存在趋向运动,趋向运动是平动与转动的竞争平衡结。

这一工作解释了酶促马达并未造成趋向运动的原因。该工作构建的控制界面上不同蛋白质分子运动速度的方法及对蛋白质运动轨迹实时成像的平台,可用于研究信号通路中多种蛋白质作用及抑制剂筛选,为研究蛋白质间的动态相互作用提供了新工具。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 生物科学医药产业  
相关专题: 医药
相关阅读:
●  《分子细胞生物学杂志》:基因编辑猪可分泌人胰岛素治疗糖尿病
元素百科为您介绍:中国科学院广州生物医药与健康研究院赖良学课题组,利用精确基因编辑技术对猪胰岛素基因进行了无痕定点修饰,使猪胰岛素基因编码生产人胰岛素,建立了完全分泌人胰岛素的基因编辑猪。 糖尿病的治疗方式目前,对糖尿病的治疗包括胰岛素注射和胰岛移植。利用猪胰岛进行异种移植治疗糖尿病已取得良好进展。但猪与人相比,胰岛素蛋白存在一个氨基酸的差异,这使猪胰岛素在人体中的降血糖效价较低,而且长......
●  肉桂醛的性质和用途
肉桂醛的性质是什么?肉桂醛的用途有哪些?根据化学词典的介绍,肉桂醛(英文:Cinnamaldehyde)是一种醛类有机化合物,为黄色黏稠状液体,大量存在于肉桂等植物体内。有强烈的桂皮油和肉桂油的香气,温和的辛香气息,不应有辣味,香气强烈持久。桂醛较桂醇香气清强。 肉桂醛的性质 肉桂醛难溶于水、甘油和石油醚,易溶于醇、醚中。能随水蒸气挥发。在强酸性或者强碱性介质中不稳定,易导致变色,在空......
●  生物医药:日本科学家发现多能干细胞诱导新方法
元素商城整理编辑:最近,来自日本理化学研究所发育生物学实验室的小保方晴子(Obokata Haruko)和同事在干细胞研究领域做出重大发现,小保方晴子等人将从新生小鼠身上分离的细胞暴露在弱酸性的环境中使细胞恢复到未分化状态,并使其具备分化成任何细胞类型的潜能。 该研究成果已经发表在《自然》上。小保方晴子利用荧光蛋白监测细胞的多能性。研究者对不同环境压迫条件下的白细胞进行了检测,发现短期暴露......

您确定要从购物车中移除吗???