阿德莱德大学的研究人员发现了一种植物生命的基本生化机制，可能对数十亿美元的生物医学，制药，化学和生物技术产业产生深远的影响。

在植物或哺乳动物体内有多达80,000种基本生命酶，几乎所有的生化反应都依赖于这些酶。酶可以进行许多化学反应，其产物可以用作体内的构建块或代谢物，或者它们可以作为体内每种功能的能量来源。

研究人员发现了一种新的酶催化机制 - 催化作用是一种加速化学反应的过程- 他们认为这可能会影响生物燃料生产，食品和材料加工以及药物发现方面的工作。

他们的工作今天已在Nature Communications上发表。

“我们早期的工作已经奠定了这一基础，但当时，我们无法解释植物工作中的一些基本过程，因为这些过程以极高的速度发生，”阿德莱德大学的首席研究员Maria Hrmova教授说。农业，食品和葡萄酒。

“最近才解决这个问题，当时我们结合高分辨率X射线晶体学，酶动力学，质谱，核磁共振光谱和多尺度三维分子建模工具来展示那些超快速的过程。

“利用计算机模拟，我们在植物葡萄糖加工酶表面附近的初始和最终催化事件中发现了一种显着的现象。这种酶形成了一个空腔，使得被捕获的葡萄糖能够逃逸，以便进行下一轮催化，”教授赫莫娃说。

“现在我们可以模拟这些纳米级运动了，我们已经打开了关于以前无法获得的酶动力学新知识的大门。这些发现是在一代人中完成的。”

Hrmova教授表示，催化机制的发现涉及七个国家(澳大利亚，法国，泰国，西班牙，智利，斯洛伐克共和国和中国)的植物和分子生物学，生物化学，生物物理学，生物信息学和计算机科学专家。涉及葡萄糖产物包埋，进入的底物结合和植物外切水解酶HvExoI中的葡萄糖置换的事件序列的分子动画，以及该序列事件如何构成底物产物辅助的进行性催化。

电影通过位于七个环上的十二个残基显示了活性位点的-1亚位点中包埋的葡萄糖分子。在进入的β-D-吡喃葡萄糖基 - (1,3)-D-葡萄糖底物结合+1和推定的+2亚位点后，葡萄糖产物调整其结合模式并通过Arg158和Asp285的旋转从-1亚位点穿过侧链和相关的骨架原子进入自主和瞬态侧腔，从那里通过孔进入大量溶剂。视频在Chimera中制备(Pettersen，EF等人，J.Comput.Chem。25,1605-1612;2004)，使用HD Movie Maker工具。

“能够描述这些微小和超快的过程 - 无法通过常规实验技术捕获 - 意味着我们现在可以努力提高酶催化速率，稳定性和产品抑制。这对生物技术开发或制造产品具有重要意义。生物工程酶的新形式，也可以在生物系统之外使用。“