理解酶的新工具 - 谷歌

耶鲁大学的科学家采用了一种新方法来揭示酶的复杂结构和调节：他们用谷歌搜索它。

本周在“美国国家科学院院刊”网络版上发表的一项新研究中，化学教授Victor Batista和他的同事使用Google算法PageRank来识别调节大多数微生物必需的细菌酶的关键氨基酸。

酶是生物分子，具有加速生命必需的化学反应的独特能力。虽然这些化学反应通常发生在一小部分酶中 - 称为活性位点 - 但反应的加速通常通过分子在酶的不同部分的结合来调节。结合位置称为变构位点。

尽管进行了数十年的研究，但仍然很难理解信息如何从变构站点转移到活动站点。大部分困难与所涉及的大量原子和酶的巨大结构灵活性有关。

耶鲁大学的研究小组指出，几年前在计算机科学领域也提出了类似的问题。谷歌的研究人员研究了互联网上的信息流，使用PageRank来指示每个网页在链接到其他互联网站点的数量和质量方面的重要性。

“这个问题完全类似于远程站点之间的信息交换，这是特征化变构的特征，”巴蒂斯塔实验室的博士后助理兼该研究的共同第一作者Uriel Morzan说。“通过发现每个原子的信息如何随着变构激活剂与酶的结合而变化，就有可能找到被激活的信息通道。”

耶鲁大学的研究人员在咪唑甘油磷酸合成酶(IGPS)中发现了变构过程中的重要氨基酸，这是一种在大多数微生物中发现的细菌酶。

该研究为与IGPS活性相关的其他实验铺平了道路，这些实验可能导致新抗生素，杀虫剂和除草剂的开发。

“令人兴奋的是，数据科学方法开始渗透到理论化学领域，与最先进的分子动力学模拟和核磁共振(NMR)光谱相结合，为理解催化分子系统的基本方面提供了新的工具。 “巴蒂斯塔说，他也是耶鲁大学西校区能源科学研究所的成员。

合着者J.帕特里克·洛里亚，化学和分子生物物理学和生物化学的耶鲁大学教授补充说：“这是NMR实验和计算工具的协同组合，使这更深入的了解生物功能，并演示协作的理论家之间的重要性和实验主义者。“

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