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据物理学家组织网近日报道，美国能源部橡树岭国家实验室的研究团队表示，特定波长的光可使酶的功效提升30倍，有望构建出更经济环保的生物燃料、洗涤剂和大量其他产品。相关论文发表在近期出版的《物理化学快报》杂志上。
当光线进入眼睛并接触到视紫红质蛋白时，将导致复杂的化学反应的发生，其中包括构象调整等。这种变化能被相关的蛋白通过一系列复杂的反应检测出来，并会转化为大脑电子信号。
基于这个模型，研究团队推断，可通过将化学元素附着到酶的表面，并利用调谐光线对其进行操控，以提升酶反应的催化率。研究人员引入光活化分子开关，使其横跨两个区域的脂肪酶B，这种酶能分解脂肪分子，并可由运行在“美洲豹”超级计算机之上的模型识别出。
研究人员获得了最终的实验结果，同时计算模型允许科学家测试有关酶所处位置、化学修改、不同波长的光、不同温度和光活化开关的成千上万种组合。此外，基于“美洲豹”的模拟还可使科学家更好地理解酶的内部运动如何控制了催化活性。
此项研究的主导者、橡树岭国家实验室下属计算机科学和数学部门的普拉图·阿加瓦尔说：“我们的前期工作表明，这种利用光诱导引发化合物在蛋白质表面发生构象变化的技术，可以被用来操控酶的反应。这一模型十分重要，能帮助我们确认酶被化学物质所修改的区域，也能帮助我们理解酶表面的机械能如何被转移至活性部位，而这些活性结构域通常被用来进行化学反应。”
阿加瓦尔指出，酶几乎处于每一个有机体中，也被广泛用作生物燃料和其他工业产品生产的催化剂。他们坚信这一发现对于提升酶的活性具有很大帮助，尤其是对生物燃料的酶促反应意义非凡。