Enzim – Kuantum

Kuantum mekanik hesaplamalar enzim aktif bölgelerinin gizli hallerini açığa çıkardı

enzim

Enzimler “aktif merkez” olarak tanımlı metal atomu kümeleri yardımıyla fotosentez, azot bağlanması ve solunum gibi temel  işlemleri yürütür. Fakat bilim insanları işlevleri konusunda ana bilgiye sahip değiller çünkü kimyasal kabiliyetleri için kritik olduğu düşünülen haller deneysel olarak gözlemlenemiyor.

Şu aralar, Princeton Üniversitesinden araştırmacılar birçok enzimin aktif merkezine mahsus demir-sülfür kümelerinin elektronik durumlarının ilk direkt gözlemlerini raporladılar. 31 Ağustos’ta Nature Chemistry dergisinde yayınlandı, haller kümelerdeki elektronların karmaşık kuantum mekanik davranışlarının hesaplanmasıyla açığa çıktı.

  1. Barton Hepburn Kimya Profesörü ve yazışmadan sorunlu yazar Garnet Chan “Zorluk modellemenin kuantum mekaniğinin karmaşıklığından dolayı imkansız olduğunun düşünülmesiydi” diyor.

Bu sistemlerde, elektronlar birbirleriyle güçlü bir şekilde etkileşir, hareketleri karmaşık bir dansı andırır. Karışıklığı azaltmak için araştırmacılar, elektron hareketlerinin özel bir kalıba sahip olduğu kuantum bilgi teorisinden edinilmiş yeni bir anlayıştan faydalandılar.

Chan “İlk bakışta elektronlar karmaşık bir yolda hareket ediyor görünüyordu, fakat sonunda anlıyorsunuz ki kalabalık bir odada olmaya benzer şekilde sadece yakın komşularının ne yaptığıyla ilgileniyorlar. Davranışlarındaki kısıtlama önemli sadeleştirmelere yol açıyor: hesaplamalar imkansızdan ziyade çok zor hale geliyor – neler yapılabileceğinin hemen eşiğine gelinmiş durumda”, diyor.

Yeni metodlarını kullanarak Chan ve meslektaşları demir-sülfür kümelerinin daha önce raporlanana kıyasla büyüklüğe göre dizili daha erişilebilir elektronik hallere sahip olduğunu buldular. Araştırmacılar bu olağandışı zenginliğin biyolojik işlemlerde aynı anda birçok yerde mevcut olmalarını açıklayabileceğini önerdiler.

Önceki düşüncelere göre daha fazla uygun elektronik hallerin olduğu bu bulgular, birçok farklı kimyasal olasılığı sunuyor. Chan, bu kümeler ya belirgin elektonik bir yolun olduğu kabul edilen kimyasal fikir yerine eş zamanlı olarak bir mekanizmalar kombinasyonunu kullandıysa, diye merak ediyor. Bu fikri test etmek ve kümelerin davranışları hakkında daha fazla öğrenmek için, araştırmacılar hesaplarmalarını, kimyasal bir transformasyonu eylem halinde gözlemlemek için genişletmeyi planlıyorlar.

Chan “Eğer demir-sülfür kümelerinin neden aynı anda birden fazla yerde bulunan biyolojik motif olduğunu ve nasıl daha iyi sentetik türevler oluşturabileceğimizi anlamak istiyorsanız, o zaman elektronların neler yaptığını öğrenmeniz gerekmektedir” dedi. “Şu an neye vardıklarına dair ilk anlık görüşü yakalamış gibiyiz.”

Çeviren : Gültekin Metin
http://www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141120133424.htm

Check Also

Şifa – Joe Dispenza – Bölüm 4

Şükretmek, takdir etmek, iyilik, aydınlanma gibi yüksek duygular yarattığınızda bağışıklık sistemini ative etmeye başlıyorsunuz. Bağışıklık ...