在日常生活中，全球定位系統(tǒng)（GPS）能可靠定位一輛車在行駛途中的即時(shí)位置。最近，德國波恩大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種分子“GPS”，用這種“分子定位系統(tǒng)”能可靠確定金屬離子在酶里面的位置，這些離子在新陳代謝和生物產(chǎn)品合成中都扮演著重要角色。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《應(yīng)用化學(xué)》雜志上。
如果沒有酶，地球上也不會(huì)有生命。這些酶分子控制著各種生化反應(yīng)，從食物消化到遺傳信息復(fù)制。“酶的空間結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，有著多重折疊，許多層和許多彎曲�！辈ǘ鞔髮W(xué)物理與理論化學(xué)研究所教授奧拉夫?希曼說。
而這種“蛋白質(zhì)結(jié)”的反應(yīng)中心叫做“活性中心”，通常有一種或多種金屬離子。在化學(xué)反應(yīng)中，物質(zhì)會(huì)附著或接近金屬離子，離子幫助破壞和重建分子鍵，由此將一種物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N新物質(zhì)。比如在人們胃里，就不斷地發(fā)生著這種轉(zhuǎn)變，食物被分解成身體容易吸收的物質(zhì)。
為了研究這些酶是怎樣運(yùn)作的，科學(xué)家需要精確掌握單個(gè)原子在這些生物分子中是怎樣排列的。“只要我們知道酶里面的金屬離子在什么地方，就能精確掌握反應(yīng)進(jìn)程�！毕Ｂf。他的研究小組利用一種與GPS（全球定位系統(tǒng)）原理極為類似的新方法，確定了一種酶的活性中心的位置。
“酶的結(jié)構(gòu)復(fù)雜重復(fù)，就像交通高峰時(shí)的高速迷宮�！毖芯咳藛T解釋說，要在繁忙的高速路上定位一輛車幾乎是不可能的，金屬離子就像高速路上的車，“隱藏”在酶的重重纏繞和折疊中。就像GPS能定位某輛車的位置，分子GPS也能定位金屬離子的位置。
“我們的‘衛(wèi)星’是自旋標(biāo)記�！毖芯可诩{爾?阿布杜林說，這是一些小的有機(jī)分子，有不成對電子而且很穩(wěn)定。他們把6個(gè)這種“分子衛(wèi)星”散布到天青蛋白（azurine，中心有銅離子的藍(lán)色蛋白）酶模型中，首次通過計(jì)算機(jī)程序跟蹤了這些微小“衛(wèi)星”在纏繞的酶中的“軌道”。他們用一種叫做PELDOR的分光計(jì)確定了各個(gè)“衛(wèi)星”和金屬離子之間的距離�！熬拖馟PS那樣，我們能精確定位酶里面活性中心的位置�！卑⒉级帕终f。
“我們開發(fā)了用于基礎(chǔ)研究的方法，還能用它來弄清其它酶的結(jié)構(gòu)�！毕Ｂf。更好地理解活性中心的物質(zhì)轉(zhuǎn)變，最終也是工業(yè)制藥的基礎(chǔ)。
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