Для того, чтобы ускорить работу фермента, химики решили внести в него фотоактивное соединение. При облучении светом определенной длины волны такое соединение должно было изменять свою конформацию и преобразовывать световую энергию в механическую, "подталкивая" фермент к выполнению работы.

В качестве объекта авторы исследования решили использовать липазу B (фермент, разрушающий жиры) из бактерии Candida antarctica - CALB. Чтобы узнать, в какое место фермента следует вводить фотоактивное соединение, им пришлось испробовать множество точек и провести с такими виртуальными ферментами множество компьютерных симуляций. Чтобы осуществить моделирование, исследователи использовали мощности суперкомпьютера Jaguar, размещенного в Национальном центре компьютерных исследований в Оук-Ридже (США). В июне 2011 года этот суперкомпьютер занимал третье место по производительности в мире.

В ходе моделирования было установлено, что фотоактивное соединение (азобензен) необходимо ввести между петлями, которые, несмотря на то, что удалены от активного центра, влияют на передачу изменений конформации в белке CALB. Пратул Агарвал, первый автор статьи, так прокомментировал результаты компьютерной симуляции: Моделирование помогло нам понять, как механическая энергия с поверхности может быть в конце концов перенесена в активный центр, где она используется для осуществления химической реакции .

После получения результатов симуляции удачность подхода проверили на реальном белке. Скорость работы модифицированного фермента при облучении светом была увеличена (в зависимости от условий) в 8-52 раза.

Ферменты используются во множестве биотехнологических процессов. Исследования, способные улучшить их работу, потенциально способны существенно удешевить производство многих веществ.

« « Вернуться

Далее » »