Новости химической науки > Как кислород присоединяется к гему?

Методы компьютерной химии помогли испанским ученым последовать за кислородов в его путешествии к атому железа в гем-протеидах.

Расчеты дают представление о том, как молекула кислорода связывается с гемовым центром дезоксимиоглобина. (По материалам Chem. Commun.)

В гем-протеидах, как, например, в гемоглобине и миоглобине гемовые фрагменты служат для транспорта и запасания кислорода – функций, жизненно необходимых для дыхания и процесса обмена веществ у млекопитающих. Несмотря на то, что структуры транспортирующих кислород сложных белков давно изучены, точный механизм присоединения молекулы кислорода к гемовому центру и ее высвобождения до сих пор неизвестен.

Определить способ взаимодействия кислорода с гемом непросто, так как множественность возможных конформаций белков позволяют предположить несколько потенциальных возможностей для связывания молекулы кислорода с железом в гемовом центре.

Хуан Новоа (Juan Novoa) и Йорди Рибас-Арино (Jordi Ribas-Ariño) из Университета Барселоны рассчитали различные электронные состояния молекулы кислорода и атома железа в гемовом центре для определения наиболее благоприятного маршрута для процесса связывания.

Для определения энергетических профилей присоединения O₂ к дезоксигему и потери O₂ оксигемом Новоа и Рибас-Арино использовали методы ab initio. Методы ab initio были выбраны благодаря тому, что при расчете с их использованием происходит учет всей энергии биологической молекулы. Это обстоятельство увеличивает точность выбранного метода в сравнении с точностью широко распространенного метода дифференцированного функционала плотности [DFT]. Расчеты испанских ученых позволили предложить новый маршрут реакции. Предполагаемый на основе результатов расчетов механизм хорошо согласуется с экспериментальным изучением обратимого связывания молекулярного кислорода к гемоглобину и миоглобину.

Источник: Chem. Commun., 2007, web advanced publish

метки статьи: #биохимия, #квантовая химия, #молекулярная биология