Исследователи отследили реакцию в рибосомах

Когда рибосомы вырабатывают белок в клетках, происходит химическая реакция.

Но длится она столь мало, что ученые долго не могли выяснить, что именно происходит. С помощью квантовомеханических вычислений ученые из университета Упсалы в Швеции теперь могут составить первую детальную картину реакции.

Ранее уже было известно, как в ходе химической реакции в растущий белок добавляются аминокислоты. Компьютерное моделирование и рентгеноскопическая кристаллография позволили выявить связь с водородом, что обуславливает высокую скорость реакции. И, что особенно замечательно, удалось обнаружить несколько молекул воды, которые являются единственными компонентами рибосом, контактирующими с реагентными химическими группами.

Докторант Горан Оллин и профессор Йохан Аквист из отделения Цитобиологии и молекулярной биологии университета провели вычисления центра реакции рибосомы, что позволило им контролировать изменения электронной структуры в ходе реакции.

После примерно 1000 квантовомеханических оптимизаций они, наконец, выяснили, что наивысшая точка энергетической поверхности, похоже, и является точкой, определяющей скорость реакции.

«Наши вычисления обеспечивают детальную картину реакции и показывают, что две молекулы воды играют ключевую роль в процессе катализа рибосомы. Одна из молекул участвует непосредственно в реакции, перемешивая протоны, в то время как другая помогает повысить скорость реакции», пояснил Йохан Аквист.

Результаты исследования показывают, что лишь несколько компонентов в центре реакций ответственны за каталитический эффект, тогда как окружающая структура держит их вместе.

«Теперь необходимо выяснить, не являются ли эти компоненты останками первоначальной и более простой рибосомы», заявил в заключение Йохан Аквист.

14.01.2010