A fehérje rezgései befolyásolják a nanomágneseket

A kutatók a vas-kénfehérjék mágneses hatásait vizsgálják

Az Anabaena Ferredoxin protein a [2Fe-2S] vas-kén klaszterrel. © Schreiner E. és Marx D.
felolvasta

Azok a fehérjemolekulák, amelyek a vasatomok kis mágneses központját tartalmazzák, fontos szerepet játszanak az élő szervezetek energiaáramlásában. A kutatók most először mutatták ki, hogy ezeknek a központoknak a mágneses tulajdonságai szorosan kapcsolódnak a protein környezet dinamikájához.

Ahogyan a Ruhr-Universität Bochum (RUB) professzor körül, Dominik Marx professzor körüli tudósok beszámolnak a "Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratában" (PNAS), ezeket az eredményeket egy új, több skálán alkalmazott szimulációs módszerrel szerezték meg.

A természet Winzlinge

Az úgynevezett vas-kénfehérjék biztosítják, hogy a légzés vagy a fotoszintézis során keletkező nagy mennyiségű energiát ellenőrzött módon kis részletekben hozzáférhetővé tegyék a sejt számára. Ezekben a folyamatokban a kis atomcsoportok, az úgynevezett "tipikusan szervetlen atomokból", például vasból és kénből álló klaszterek fontos szerepet játszanak, mivel képesek felvenni és felszabadítani az elektronokat.

"Ezért ezek az atomok úgy szabályozhatók a fehérjében, hogy" rozsdásodásgá és rozsdává váljanak ", " - magyarázza Eduard Schreiner, a tanulmány első szerzője. Ezenfelül ezeknek a klasztereknek a vasatomok jelenléte miatt izgalmas mágneses tulajdonságokkal is rendelkeznek. Ellentétben a mindennapi életből ismert vasmágnesekkel, amelyek feromágnesesek, ezek a természet által használt nanomágnesek összetettebb, anti-mágneses kapcsolást mutatnak.

Antiferromagnetizmus, Heisenberg és Multiscale

A vas-kén klaszterek vas-atomjai közötti antiferromágneses kölcsönhatást az úgynevezett Heisenberg-cserélés közvetíti, és mennyiségileg egy kapcsolási állandóval írja le. kijelző

Mindeddig ezeket a hatásokat csak tisztán statikusan lehetett megvizsgálni, ami nagyon irreális, mivel általában a fehérjék és a klaszterek is állandóan mozognak. A RUB elméleti vegyészei új, több skálán működő számítógépes szimulációs technikát dolgoztak ki a dinamikus mozgás Heisenberg kapcsolási állandóra gyakorolt ​​hatásának kiszámításához.

Fehérjedinamika és mágneses kapcsolások

Íme, íme, a fehérjedinamika erőteljesen befolyásolta az antiferrágneses kapcsolási állandót, amely folyamatosan megváltoztatja a fehérje szerkezetét.

Ez a konstans tehát nem állandó a „való életben”, amint azt a név is sugallja, és általában hallgatólagosan feltételezik, de széles tartományban ingadozik egy átlag körül. Ez az átlagos érték elsősorban a specifikus fehérje-környezettől függ, amelyet két állam - például úgynevezett konformerek - ferredoxin mutatott. Ezenkívül az antiferromágneses kapcsolás dinamikus modulációi spektrálisan lebonthatók és az így kapott egyes komponensek elemezhetők.

A rezgésmódok befolyásolják a tengelykapcsolót

Érdekes módon kiderül, hogy a protein nagyon specifikus rezgési módjai befolyásolják a kapcsolást. Fontos lesz ez az elméletileg előre jelzett hatás mérése. De még az elméleti szakembereknek vannak olyan ötleteik, amelyeket bemutatnak a tanulmányukban, és így átadják a labdát a kísérletezőknek.

(idw - Ruhr-Egyetemi Bochum, 2007.12.24. - DLO)