О проекте Напишите нам

Синтетическая модель природного катализатора

« к списку статей

27.02.2014 Химический портал himsite.ru

Исследователи разработали простой состоящий из двух молекул химический аналог фермента и субстрата, который легко позволяют продемонстрировать фундаментальные принципы биологического катализа [1].

Новая реакция представляет собой синтетическую модель биологического катализатора, которая позволит изучающим биохимию легче представить и понять, как протекает ферментативный катализ, новая система может не только войти в перечень лабораторных работ для практикума по общей биохимии и ферментативному катализу, но и стать основой для разработки новых биомиметических катализаторов.

В 1948 Лайнус Полинг предположил, что работа фермента основана на том, что активный центр фермента связывается более прочно с субстратом, находящимся в переходном состоянии, а десятью годами позже Дэниел Эдвард Кошланд высказал предположение и о том, что активный центр фермента меняет свои геометрические параметры для более прочного связывания с субстратом – эта теория получила название теории взаимно индуцированного стерического соответствия. К сожалению, наглядная демонстрация этих теорий на примере белковых катализаторов не удавалась из-за большого размера и сложной структуры биомолекул.

Циклический циклофан ExBox понижает энергию активации инверсии кораннулена, в результате чего происходит десятикратное ускорение реакции.

В новой работе исследователи из лабораторий Джея Сигеля (Jay Siegel) и Фрейзера Штоддарта (Fraser Stoddart) демонстрируют простой аналог, позволяющий продемонстрировать ключевые особенности биологического катализа.

В качестве модели активного центра фермента исследователи использовали прямоугольный циклофан ExBox, вещество, ключевым элементом которого являются бипиридиновые структуры. В качестве субстрата был выбран полициклический ароматический углеводород кораннулен, форма которого напоминает чашу, а в качестве модельной реакции – реакция инверсии кораннулена. В ходе реакции кораннулен связывается с полостью ExBox таким образом, что чаша кораннулена слегка уплощается, а полость ExBox незначительно увеличивается для более оптимального связывания – таким образом и «фермент», и «субстрат» меняют свою форму для более оптимального взаимодействия. При связывании ExBox-кораннулен с моделью фермента взаимодействует несколько более уплощенное переходное состояние кораннулена, в результате чего в присутствии ExBox скорость процесса инверсии кораннулена возрастает десятикратно.

Эта последовательность процессов, равно как и величины энергий связывания кораннулена в основном (чашеобразном) и возбужденном (уплощенном) состояниях была подтверждена с помощью методов ЯМР, кристаллографии, изотермической калориметрии. Полученные эмпирическим путем данные хорошо соответствовали результатам квантово-химических расчетов.

Как отмечает Сигель, исследователи смогли продемонстрировать на исключительно простой системе работу принципов, характерных для куда более сложных биологических систем, а также определить все параметры, ключевые для оптимального связывания катализатор-субстрат.

Статья опубликована от компании: Химический портал himsite.ru

Ещё анонсы и статьи

29.01.2026 Химический портал himsite.ru

Продажа унаследованной квартиры и налоги: как избежать ошибок и штрафов в 2026 году

В редакцию поступил вопрос от читателя, столкнувшегося с типичной, но юридически сложной ситуацией. Вопрос читателя: "Здравствуйте, редакция! У меня сложилась непростая ситуация, в которой я боюсь...

Читать далее »

17.12.2025 Химический портал himsite.ru

Автоматизация лабораторий: от умного быта к химической промышленности

Концепция «умного дома», зародившаяся для бытового комфорта, сегодня выходит далеко за пределы жилых помещений. Её принципы — автоматизация, удалённый контроль, интеграция датчиков и интеллектуальное...

Читать далее »

17.12.2025 Павлово-Посадский Гофрокомбинат

Павлово-Посадский Гофрокомбинат представляет новую линию Shinko!

Павлово-Посадский Гофрокомбинат в ближайшее время вводит в эксплуатацию новейшую линию Shinko, предназначенную для выпуска четырехклапанных гофроящиков высокого класса. Новая технология направлена...

Читать далее »

09.12.2025 Химический портал himsite.ru

Выбор оборудования для очистки промышленного ливневого стока

Промышленный ливневой сток отличается от бытового сложным составом загрязнений. Дождевая вода, стекая с территории завода или логистического комплекса, смывает нефтепродукты, металлическую стружку, хи...

Читать далее »

01.12.2025 ООО «МИКРОИНТЕК»

Компания «Микроинтек» провела модернизацию аналитической лаборатории

Компания «Микроинтек» провела реконструкцию и приборное дооснащение собственной аналитической лаборатории, расположенной на промышленной площадке в г. Каменске-Уральском Свердловской области. В по...

Читать далее »

Copyright © 2009-2026 HimSite.ru - Портал химической промышленности, оборудование для химии, нефтехимии, полимеров.

Обратная связь