Page 25 - No2

KÉT ÉS FÉL DIMENZIÓS GOMBOLYAGOK

Na, és hogyan állunk a nyomás furcsa mutatnak néhány felületi üregre, amelyek
hatásával? A helyzet az, hogy a fehérjék nem benyúlnak a fehérje belsejébe. Noha az 1.
háromdimenziós testek. A mérések valójá- ábrán látható kibomlott proteinlánc nagyobb-
ban azt mutatják, hogy mindössze két és fél nak tűnik, valójában az együttes fehérje+víz
dimenziójuk van. Mit is jelent ez? Hadd szerkezet kisebb térfogatú. 2
mutassuk be egy papírlappal. A papírlap
lényegében kétdimenziós tárgy, mert nagyon
vékony. Gyűrjük most labdává össze. Vajon
így hirtelen háromdimenziós lett, vagy még Még „különösebb” az a dinamika, amit
így is kétdimenziós? Hiszen továbbra is csak 2. a fehérje akkor követ, amikor a fonalas
egy papírlapról van szó, nem? A papírlabda szerkezetből a természetes gombolyagot alakít-
tele van levegővel telt kis üregekkel, ezért ja ki. Szó szerint a „különös kinetika” elnevezé-
dimenziója valahogyan a két és három sű elmélet használható ennek a dinamikának a
dimenzió között van. Hasonló a helyzet a magyarázatára. A legtöbb kémiai reakció
3
fehérjemolekulákkal is: amikor összegombo- nagyon lassan játszódik le szobahőmérsékleten.
lyodnak (összegyűrődnek) az aminosavak Tudjuk, hogy ha egy benzinnel teli üzemanyag-
nem illeszkednek szorosan, lyukak marad- kannát kinyitunk, még semmi sem történik.
nak köztük, mint a sajtban. E lyukak Pedig a benzin és az oxigén reakciója sokkal
többsége túlságosan kicsi ahhoz, hogy akár stabilisabb szén-dioxid és víz elegyét hozza
egyetlen vízmolekula is elfoglalhassa, ezért létre. Azonban ez mégsem történik meg, mert a
üresen maradnak. Nyomás hatására a fehér- reaktánsok és a termékek között magas ener-
je összegyűrt állapotából kitekeredik, és giagát van. Ahhoz, hogy a reaktánsok átjussa-
ekkor a vízmolekulák kitölthetik ezeket az nak az energiagáton, hőközlésre (nyílt lángra,
üregeket. A 2. ábra kék pontokkal ábrázol vagy szikrára) van szükség. Élő szervezetek
egy tipikus fehérje felületet. Piros nyilak nem engedhetik meg ezt a luxust, testhőmér-
2.

3.

A reánk váró meglepetés a következő: ha
lehűtjük a mintát, a fehérje kibomlik, míg ha
nyomás alá helyezzük, a fehérje ugyancsak
kitágul a természetes gombolyagból a
kibomlott fonal állapotába. Az anyagok lehű-
téskor általában megfagynak, és nyomás alatt
is kisebb térfogatot vesznek fel! Hogyan lehet
akkor ezeket a megfigyeléseket megmagyaráz-
ni? Mindkét esetben a fehérjét körülvevő víz-
molekulák a felelősek a furcsa viselkedésért.
Az anyagok azért fagynak meg, mert lehűtés-
kor igyekeznek rendezettebb állapotba kerül-
ni. Úgy tűnik, a fehérje viszont lehűtéskor
rendezetlenebb lesz és kibomlik. A titok
abban rejlik, hogy amikor a fehérje kibomlik,
vízmolekulák kapcsolódnak azokhoz az ami-
nosavakhoz, amelyek szokásos körülmények
között a fehérjeszerkezet belsejében vannak,
így kibomláskor a szerkezet rendezettebbé
válik. Ugyan a proteinlánc kitágul, a fehérje-
lánchoz „odafagyó” víz kompenzálja ezt a ren-
dezettség csökkenést.

KÉMIAI PANORÁMA I. ÉVFOLYAM 2. SZÁM, 2009 25

9/18/09 1:34 PM
24-26 A fehérje.indd 25
24-26 A fehérje.indd 25 9/18/09 1:34 PM