La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature, rivela un nuovo meccanismo mediante il quale gli enzimi possono controllare le reazioni chimiche. Questo meccanismo, chiamato "selezione conformazionale", prevede che l'enzima cambi forma per legarsi a una molecola di substrato e catalizzare una reazione.
"Si tratta di un importante passo avanti nella nostra comprensione di come funzionano gli enzimi", ha affermato l'autore principale dello studio, il dottor Andrei Tokmakoff, professore di chimica presso l'UB College of Arts and Sciences. "Per decenni, gli scienziati hanno creduto che gli enzimi funzionassero abbassando l'energia di attivazione di una reazione, ma la nostra ricerca mostra che anche la selezione conformazionale è un fattore critico."
L’energia di attivazione è l’energia necessaria per avviare una reazione chimica. Riducendo l'energia di attivazione, gli enzimi possono accelerare reazioni che altrimenti sarebbero troppo lente per verificarsi a temperatura ambiente.
La selezione conformazionale, d'altro canto, implica che l'enzima cambi forma per legarsi a una molecola di substrato. Questo cambiamento di forma crea un ambiente specifico che consente all'enzima di catalizzare una reazione.
"La scoperta della selezione conformazionale come meccanismo di catalisi enzimatica ha importanti implicazioni per lo sviluppo di nuovi farmaci e trattamenti", ha affermato Tokmakoff. "Capendo come funzionano gli enzimi, possiamo progettare farmaci in grado di inibire o attivare enzimi specifici, il che potrebbe portare a nuovi trattamenti per una varietà di malattie".
Il gruppo di ricerca ha utilizzato una varietà di tecniche, tra cui la cristallografia a raggi X, la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare e le simulazioni di dinamica molecolare, per studiare il meccanismo della selezione conformazionale negli enzimi.
I risultati dello studio forniscono un nuovo quadro per comprendere il funzionamento degli enzimi e potrebbero portare allo sviluppo di nuovi farmaci e trattamenti per una varietà di malattie.
Oltre a Tokmakoff, il gruppo di ricerca comprendeva il dottor Alexander Mozzhukhin, un ex ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Tokmakoff, e il dottor Yifan Song, un attuale ricercatore post-dottorato nel laboratorio.
