原来是纳米机器！UNIST揭示蛋白质块状酶新本质
UNIST与以色列魏茨曼研究所揭示酶的机械运作原理
“粘弹性”降低会削弱酶的化学活性，刊登于《Nature Physics》
已经证实，调节我们体内生化反应的酶，其实际运作方式就像由基因设计出的纳米机器。
这一研究结果于当地时间28日发表在物理学最高权威期刊《自然·物理学》（Nature Physics）上。
蔚山科学技术院（UNIST）物理学系Tsvi Tlusty特聘教授团队通过实验揭示，酶内部的黏弹性在酶的生物学功能中起决定性作用。
酶是一类生物蛋白质，它能激活消化食物、产生能量、复制DNA以及处理代谢废物等化学过程。
研究结果显示，一旦这种酶的机械特性——黏弹性遭到破坏，酶的化学功能——活性就会大幅下降。就像机械中类似减震器的缓冲装置损坏后整机会发生故障一样，当酶中如同弹簧般、即时且柔性的恢复力——黏弹性被破坏时，酶也会丧失原本功能。
研究团队利用先进测量技术，在酶中找出了发挥类似机械减震器作用的高应变（high strain）区域，并通过将该区域中的1个氨基酸替换、制造突变体的实验，证实了这一事实。
实验结果表明，即便只改变1个氨基酸的突变，也会使酶的活性降低50%以上。实验中使用的鸟苷酸激酶由总计207个氨基酸构成。
在预测突变引起的酶三维结构变化时，研究团队使用了蛋白质结构预测人工智能AlphaFold。分析发现，实际结构变化越大，酶活性下降得越多。这一结果支持了这样一个结论：酶结构的机械性能与其生化功能被精密地联结在一起。
主导该研究的Tsvi Tlusty教授表示：“我们现在应当把酶视为由基因精密设计的软性纳米机器，而不仅仅是简单的化学反应工具”，“本研究表明，机械特性是推动生命精密性与高效率得以实现的进化原动力。”
本次研究与以色列魏茨曼科学研究院（Weizmann Institute of Science）的Elisha Moses博士团队合作完成。
研究工作在科学技术信息通信部韩国研究财团、基础科学研究院（IBS）以及以色列科学基金会（Israel Science Foundation）的资助下开展。
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