新工具極大地加快了酶的研究速度
斯坦福大學的研究人員開發了一種新工具,極大地加快了對酶的研究。 這種新工具允許成千上萬個非常小的實驗在一個聚合物晶元上同時運行。 它被專門設計用來讓科學家比過去更快、更全面地研究酶。
酶是由氨基酸鏈組成的蛋白質分子,它加速或催化一種類型的分子轉化為另一種,酶使身體內的反應得以進行,包括消化和發酵,以及細胞內發生的所有其他化學事件,如果沒有酶來加速這些反應,它們會發生得異常緩慢。
研究人員說,由於酶的作用,一個需要比宇宙的一生還要長的時間才能發生的化學反應可以在幾秒鐘內發生。 由於酶是如此重要,人們對它們有很多瞭解,包括它們的結構和它們用來進行反應的化學基團。 然而,圍繞著酶的形式如何與功能相連,以及它們如何能夠以如此高的速度和特異性進行生化轉換的細節並不為人所知。
這種新工具被稱為HT-MEK,它是高通量微流控酶動力學的簡稱。 HT-MEK有望將多年的工作壓縮到幾周之內,使成千上萬的酶實驗得以同時進行。 研究的共同負責人Dan Herschlag說,科學家進行足夠多的實驗的能力的限制阻礙了科學對酶的真正剖析和理解。
HT-MEK可以揭示關於酶的遠端部分如何共同完成任務的線索,允許科學家深入探究一個酶的小 “活性位點”以外的地方,那裡是發生底物結合的部位。 一位研究人員說,這就像用手電筒筒,而不是單獨照亮活性部位,而是照亮整個酶。 HT-MEK利用兩種現有技術來加快酶的分析,包括微流控技術和無細胞蛋白質合成。 該設備是自動化的,允許科學家使用印表機將編碼為他們想要的酶的合成DNA的微觀點沉積在幻燈片上。 然後,他們能夠在這些斑點上對準裝滿蛋白質啟動劑的納升大小的腔室。 該團隊將新技術用於一種被研究得很好的名為PafA的酶。 他們發現活性部位以外的突變影響了其催化化學反應的能力,而且組成該酶的大多數氨基酸都有影響。