9-19 科学家发现水分子和蛋白质反应的机理

日期：2006-09-19　　访问次数：3498

教育部科技发展中心网2006年9月19日报道：最近俄亥俄大学物理学家Dongping Zhong揭示了水分子怎样和蛋白质分子反应，而在这之前从来没人如此精确描述过这一过程。结果发表在最新的《Proceedings of the National Academy of Sciences》上。

蛋白质不但构成动植物细胞的结构基础，也在控制生化反应。

研究的最终目标是解释水如何作用于生物结构，如蛋白质折叠和酶催化。不过目前的结果也非常有意义，它结束了一个学界数十年的争论——在显微尺度水分子和蛋白质相遇时如何作用。

Zhong解释道，这一争论实际是由于不同领域的学者用不同方法研究造成的。所以他们关于基本生化反应发生的速度得到了不同的答案。

他说：“生物学家会告诉你水和蛋白质相互作用必须发生在一纳秒左右，这是蛋白质移动的速度。而物理学家则会说反应速度要快得多，在皮秒量级，这是水分子移动的速度。用X射线和核磁共振分析也会得到不同结果。”

Zhong表示：“我认为两者并不矛盾——人们只是从不同角度看待同一个答案。”

事实是：水分子确实移动得很快，但是当中途遇到蛋白质时，它们会减慢速度到纳秒和皮秒之间。Zhong用超快激光脉冲对葡萄球菌中水分子围绕蛋白质运动进行了成像。技术关键在于好的探针，他们将色氨酸作为探针，然后进行研究。

结果表明，在远离蛋白质的区域，水分子移动非常快，大约只需要一皮秒。但在靠近蛋白质的区域，水分子速度逐渐减慢，在最近的地方，水分子为了和蛋白质连接，每一步运动至少需要100皮秒。

Zhong说：“当水分子遇到蛋白质时它会减慢速度，就这么简单。这是最基本的生物反应，随时都在发生。”



摘自：教育部科技发展中心