會員登錄
科學研究：冷適應酶可以在室溫下轉化
（圖片來源：CC0 Public Domain）
嗜冷生物生活在低溫環境中（接近水的冰點），其產(chan) 生的酶表現出非常獨特的性質。在《自然-通訊》（Nature Communications）所發表的一項新研究中，烏(wu) 普薩拉大學的科學家利用大規模計算來解釋許多冷適應酶在室溫左右失效的原因。
酶是維持所有活細胞新陳代謝的“機器”，但不幸的是，低溫下，生化反應通常難以進行。進化已經解決(jue) 了這個(ge) 問題，在內(nei) 部細胞溫度與(yu) 外部寒冷環境相同的物種中形成了冷適應酶。從(cong) 細菌、某些植物到冷血脊椎動物，無數生物具有這種特性，比如生活在寒水中的魚。這些冷適應酶具有特殊的熱力學性質，從(cong) 而能在極冷條件下發揮作用。顯然，它們(men) 的熔化溫度也比普通酶低，但探討它們(men) 的熔點是否在40攝氏度左右沒太大意義(yi) ，因為(wei) 它們(men) 永遠不需要在如此溫暖的環境中發揮作用。
然而，一個(ge) 尚未解開的謎團是為(wei) 什麽(me) 許多冷適應酶甚至在室溫下，即遠未到熔點時就失效。近期，研究人員查卡·索坎（Jaka Socan）、米哈·帕格（Miha Purg）和約翰·阿克維斯特（Johan Åqvist）首次通過大量計算機模擬成功解開謎團。
科學家模擬了一種來自南極細菌的澱粉降解酶在不同溫度下的化學反應，並將其與(yu) 一頭普通溫血豬的澱粉降解酶計算結果進行比較。事實證明，即使在室溫下，南極酶也開始局部分解，這一缺陷大大降低了澱粉分子對酶的粘附程度。該現象在低於(yu) 熔點15攝氏度時發生，分解速率逐漸增加直到25攝氏度時達到最大。另一方麵，豬身上酶降解澱粉的速度隨溫度上升持續增加，直至最終大約60攝氏度時失活。 因此通過計算機運算，可以確認冷適應酶的哪些部分能引起其特殊性質。
烏(wu) 普薩拉大學細胞與(yu) 分子生物學理論化學教授約翰·阿克維斯特表示：“新的結果和先前對各種冷適應酶及其突變體(ti) 的計算機模擬結果都表明，目前我們(men) 已經達到了一個(ge) 階段，以可預測的方式合理地重新設計酶並改變其性質。長期以來，這種手段一直是研究的目標，但截至目前，它還無法與(yu) 酶分子定向進化方法相抗衡。弗朗西斯·阿諾德（Frances Arnold）就酶分子定向進化技術於(yu) 2018年獲得諾貝爾獎。”
翻譯：李雅婷
審校：董子晨曦
引進來源：烏(wu) 普薩拉大學
引進鏈接：
關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情
深圳市華強北街道 華新地鐵站A1出口24小時科學銀行
- 參加最新科普活動
- 認識科普小朋友
- 成為科學小記者
