효소 조립 설명서

생물학에서 효소는 수백만 년에 걸쳐 화학 반응을 유도하기 위해 진화해 왔습니다. 막스 플랑크 역학 및 자기조직화 연구소(MPI-DS)의 과학자들은 최적의 효소를 새롭게 설계할 수 있는 보편적인 규칙을 도출했습니다. 예를 들어, 그들은 이합체를 두 개의 단량체 분자로 분해하는 효소 반응을 고려했습니다. 이러한 효소-기질 복합체의 기하학적 구조를 고려하여, 기능적인 효소를 구축하기 위해 고려해야 할 세 가지 황금률을 도출했습니다.

첫째, 효소와 분자의 계면은 각각의 작은 쪽에 위치해야 합니다.

이런 방식으로 두 가지 사이에 강력한 결합이 이루어질 수 있습니다.

같은 이유로 효소의 구조변화는 반응에서보다 작아서는 안 됩니다.

마지막으로, 효소의 구조변화는 반응의 화학적 추진력을 극대화할 만큼 충분히 빠르게 일어나야 합니다.

MPI-DS의 라민 골레스타니안 이사는 이러한 접근 방식을 "저희는 두 가지 주요 기둥에 기반하여 연구를 수행했습니다."라고 설명했습니다.

그는 "운동량 보존과 반응 좌표 간의 결합"을 계속 언급했습니다.

따라서 연구자들은 고전적인 2차원 반응 좌표에 대한 관점을 확장했습니다.

일반적으로 효소 반응 모델은 반응이 일어나기 위해 극복해야 하는 에너지 장벽을 정의합니다.

"저희 모델에서는 효소 동역학과 결합도 고려하지만, 기존 개념을 넘어 두 가지 반응 좌표를 고려합니다."라고 이 연구의 첫 번째 저자인 미칼리스 차치토피가 말했습니다.

그는 "에너지 장벽을 극복하는 대신, 이제는 대체 경로를 택해 에너지 장벽을 우회하는 대체 방법을 상상할 수 있다"고 결론지었습니다.

이러한 결과는 분자 기계 설계를 위한 새로운 기초를 제공하며, 각 원자의 역학을 개별적으로 시뮬레이션하는 지루하고 기술적으로 어려운 접근 방식을 피합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/05/250523181339.htm