新工具极大地加快了酶的研究速度

2021年07月26日 20:36 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

斯坦福大学的研究人员开发了一种新工具,极大地加快了对酶的研究。这种新工具允许成千上万个非常小的实验在一个聚合物芯片上同时运行。它被专门设计用来让科学家比过去更快、更全面地研究酶。

酶是由氨基酸链组成的蛋白质分子,它加速或催化一种类型的分子转化为另一种,酶使身体内的反应得以进行,包括消化和发酵,以及细胞内发生的所有其他化学事件,如果没有酶来加速这些反应,它们会发生得异常缓慢。

研究人员说,由于酶的作用,一个需要比宇宙的一生还要长的时间才能发生的化学反应可以在几秒钟内发生。由于酶是如此重要,人们对它们有很多了解,包括它们的结构和它们用来进行反应的化学基团。然而,围绕着酶的形式如何与功能相连,以及它们如何能够以如此高的速度和特异性进行生化转换的细节并不为人所知。

这种新工具被称为HT-MEK,它是高通量微流控酶动力学的简称。HT-MEK有望将多年的工作压缩到几周之内,使成千上万的酶实验得以同时进行。研究的共同负责人Dan Herschlag说,科学家进行足够多的实验的能力的限制阻碍了科学对酶的真正剖析和理解。

HT-MEK可以揭示关于酶的远端部分如何共同完成任务的线索,允许科学家深入探究一个酶的小 "活性位点"以外的地方,那里是发生底物结合的部位。一位研究人员说,这就像用手电筒,而不是单独照亮活性部位,而是照亮整个酶。HT-MEK利用两种现有技术来加快酶的分析,包括微流控技术和无细胞蛋白质合成。该设备是自动化的,允许科学家使用打印机将编码为他们想要的酶的合成DNA的微观点沉积在幻灯片上。然后,他们能够在这些斑点上对准装满蛋白质启动剂的纳升大小的腔室。该团队将新技术用于一种被研究得很好的名为PafA的酶。他们发现活性部位以外的突变影响了其催化化学反应的能力,而且组成该酶的大多数氨基酸都有影响。

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