Nowoczesne techniki, takie jak terahercowa spektroskopia absorpcyjna, torują drogę do badań dynamiki cząsteczek wody otaczających molekuły biologiczne. Jakiś czas temu, dzięki tej metodzie naukowcy dowiedli, że białka wpływają na cząsteczki wody w ich otoczeniu, determinując choreografię ich ruchów. Efekt ten pojawia się nie tylko w bezpośrednim sąsiedztwie białka, ale może być także obserwowany w odległych warstwach otaczających je molekuł wody.
Oddziaływanie zbiorowe pomaga wybrać partnera wiążącego
Co jest celem takiego oddziaływania? Naukowcy zbliżyli się do uzyskania odpowiedzi poprzez zastosowanie symulacji dynamiki molekularnej. Wykazano, że ruch cząsteczek wody w pobliżu centrum aktywnego białka jest związany z potencjalnymi substratami znajdującymi się w rozpuszczalniku.
„Ten ruch powoduje, że cząsteczki wody tworzą pewnego rodzaju lejek hydratacyjny, stanowiący część mechanizmu rozpoznawania cząsteczkowego dla substratów” – wyjaśnia Prof dr Martina Havenith-Newen. Co więcej, ruchy cząsteczek wody okazały się być specyficzne dla określonych substratów wiążących. Jeśli w rozpuszczalniku znajdują się różne cząsteczki, które mogą potencjalnie związać się z białkiem, zbiorcze ruchy wody okazują się być jednym z czynników determinujących tworzenie się wiązania.
Podsumowując, skorelowane ruchy wody mogą wspierać interakcje cząsteczek biologicznych, takich jak enzymy czy inne białka, z wiążącymi się z nimi substratami i odgrywać znaczącą rolę w ich wzajemnym rozpoznaniu, umożliwiając biomolekułom wybieranie lub odrzucanie konkretnych cząstek.
- Valeria Conti Nibali, Martina Havenith. New Insights into the Role of Water in Biological Function: Studying Solvated Biomolecules Using Terahertz Absorption Spectroscopy in Conjunction with Molecular Dynamics Simulations. Journal of the American Chemical Society, 2014; 140902135305005 DOI: 10.1021/ja504441h
- http://www.sciencedaily.com/releases/2014/09/140924085125.htm
Opracowała: Agnieszka Krawczyk
Korekta: Maciej Bielak-Wolanin
