Chemie Wie Wasser dem Substrat ins Enzym hilft
Ein internationales Forschungsteam hat Wassermoleküle in einen winzigen Käfig eingesperrt – und dabei bislang unbekannte Eigenschaften entdeckt.
Warum Wasser die katalytische Aktivität einiger Moleküle erhöhen kann, haben Forscherinnen und Forscher aus Bochum und Berkeley untersucht. Mithilfe der Terahertz-Spektroskopie und komplexen Computersimulationen zeigten sie, dass Wasser besondere Eigenschaften entfaltet, wenn es in einen winzigen Raum eingesperrt ist – so wie er zum Beispiel in manchen Enzymen vorliegt. Das Wasser bildet ein Tröpfchen, das aus dem Käfig ausbrechen will, und erleichtert es so anderen Molekülen, seinen Platz einzunehmen, also zum katalytischen Zentrum zu gelangen. Das Forschungsteam beschreibt die noch nie zuvor beobachteten thermodynamischen Eigenschaften von Wasser in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences, kurz PNAS, online veröffentlicht am 14. Dezember 2020.
Für die Arbeit kooperierte das Team um Prof. Dr. Martina Havenith, Leiterin des Lehrstuhls für Physikalische Chemie II an der RUB und Sprecherin des Exzellenzclusters Ruhr Explores Solvation, kurz Resolv, mit Prof. Dr. Teresa Head-Gordon, Prof. Dr. Ken Raymond und Prof. Dr. Dean Toste von der University of California in Berkeley.
