Første simulering ferdig

Simuleringer er egentlig hovedfokuset mitt for oppholdet her i Uppsala, men det har vært lettere å skrive om de tingene jeg har gjort på laboratoriet til nå. Men endelig har jeg resultater å vise til også fra beregningene jeg gjør. Jeg er interessert i å studere hvordan enzymer (cellenes maskiner) får reaksjoner til å skje, og om vi kan bruke beregninger på kraftige datamaskiner til å beskrive de reaksjonene de utfører. For å gjøre det bruker vi en teknikk som heter EVB, empirical valence bond theory. Arieh Warshel, som nå er æresdoktor ved UiT Norges arktiske universitet, fikk sin nobelpris i 2013 for utviklingen av denne metoden.

For å komme i gang har jeg satt meg fore å studere et enzym som heter “prolin racemase”. Prolin er en av tyve (21?) aminosyrer som bygger opp proteinene (jeg bruker det synonymt med enzymer). Det aller meste av liv rundt oss bruker kirale (slik som dine to hender er forskjellige) molekyler, og aminosyrer er vanligvis i L-formen (etter den utdaterte terminologien som vi tviholder på). Jeg har ikke helt kontroll på biologien her enda, men av ulike grunner ser det ut til å være gunstig for enkelte organismer å kunne gjøre om L-prolin til D-prolin og motsatt. Parasitten som forårsaker sovesyke bruker prolin racemasen til å omgå immunforsvaret på et mystisk vis.

Uansett, prolin racemase er et fascinerende enkelt system fordi det i sin enkleste form er to cysteiner (aminosyrer med et svovel i sidekjeden). Vi tenker vanligvis på cystein som uladd og protonert, men pKa verdien for cystein er bare ~ 8.18, så det er slett ikke umulig å få et negativt ladd cystein. Det negativt ladde cysteinet napper av det ene hydrogenet på prolin-molekylet og prolinet på sin side tar et nytt tilbake fra det andre cysteinet, og siden det kommer fra den andre siden så skifter kiraliteten til prolin.

For å visualisere dette lagde jeg en video av hva som skjer hvis du simulerer reaksjonen mellom to frie cysteiner (grønne karboner) og prolin (cyan karboner) i vann, mens du styrer protonet fra atom til atom. Tidsskalaen her er kun for deres glede, reaksjonen går langt fortere i virkeligheten og tar langt lengre tid på datamaskinen å simulere. Videre skal jeg undersøke nå om dette er en reaksjon som skjer i flere distinkte steg eller om alt skjer samtidig, og videre hvordan resten av enzymet påvirker reaksjonen.

 

Comments are disabled for this post