กุญแจที่ต่างกันไม่ได้หมายความว่าจะเข้ากับแม่กุญแจได้พอดี แต่ในทางชีววิทยา ตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน สามารถทำให้ปฏิกิริยาไปได้ ซึ่งอ้างรายงานที่จะตีพิมพ์ลงในวารสาร PNASหลังวันที่ 18 สิงหาคมนี้ โดยนักวิจัยได้ให้คำอธิบายว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทำงานอย่างไร โดยรายงานนี้ยังได้ชี้การสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาแบบใหม่ด้วย

ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นโมเลกุลที่เร่งความเร็วของปฏิกิริยาเคมี โดยไม่ต้องการมีอะไรมาช่วย โรงงานอุตสาหกรรมและกระบวนการทางชีววิทยาหลายพันดำเนินกระบวนการต่าง ๆ โดยตัวเร่งปฏิกิริยา ในร่างกายมนุษย์กลไกทุกอย่างนั้นทำงานด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าว

ในการศึกษาครั้งนี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเซาท์ แคลิฟอร์เนีย ได้ใช้โมเดลทางคอมพิวเตอร์มาอธิบายกุญแจกลไกของตัวเร่งปฏิกิรยาและการออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาต่อไป ในอดีตนักเคมีด้านตัวเร่งปฏิกิริยา เคยเสนอโมเดล ลูกกุญแจและแม่กุญแจเพื่ออธิบายการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งหมายถึงทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำงานได้ก็ต่อเมื่อเข้าได้กับระบบของปฏิกิริยา (substrate) ได้อย่างดีเท่านั้น

งานวิจัยนี้แสดงการสนับสนุนทฤษฏีใหม่ที่อิงปฏิกิริยาทางไฟฟ้าที่มาจากหมู่ทางเคมี โดยไม่จำเป็นต้องมีการเข้ากันพอดีระหว่างตัวเร่งปฏิกิริยาและระบบ สิ่งที่จะทำให้เกิดการจับกันพอดีคือแรงดึงดูดทางประจุไฟฟ้าระหว่าง active site ของเอนไซม์ต่อ substrate ทำให้เกิดสถานะที่เรียกว่า transition state ซึ่งพันธะทั้งหลายจะอยู่ในครึ่งทางที่จะถูกทำให้สลายลงได้

ถ้านักวิจัยถูกต้อง เอนไซม์และ substrate จะมีความเหมือนทฤษฏี แม่กุญแจและลูกกุญแจน้อยมาก และไปเหมือนแม่เหล็กมากกว่า ซึ่งจะเหมือนว่าขั้วที่ต่างกันจะสามารถดึงดูดกันได้ง่ายขึ้น โมเดลนี้แสดงให้เห็นถึงผลการทดลองที่แสดงถึงเอนไซม์ตามธรรมชาติและตัวที่ถูกดัดแปลง แม่้ว่าโครงสร้างจะต่างกันแค่มีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาเหมือนกันได้ ถ้าบริเวณ Active site สามารถจับได้เหมือนกัน

เอนไซม์ที่ถูกสร้างขึ้นจาก Eidgenössische Technische Hochschule ใน ซูริก ประเทศสวิตส์เซอร์แลนด์ แสดงถึงโครงสร้างการม้วนตัวที่มีความแตกต่างจากเอนไซม์ตามธรรมชาติ แต่มีปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งการทดลองนี้แสดงให้เห้นทางเลือกในการสร้างเอนไซม์เพื่อทำปฏิกิริยาเองได้ในงานต่าง ๆ ต่อไป

ที่มา - esciencenews.com/

เอกสารอ้างอิง - usc.edu