Журнал физической химии и биофизики
Открытый доступ

Абстрактный

Магнитный контроль ферментативного фосфорилирования

Анатолий Львович Бучаченко и Дмитрий Александрович Кузнецов

Ион-радикальный механизм фосфорилирования в трех важнейших процессах – ферментативном синтезе АТФ, репликации ДНК и ферментативном фосфорилировании белков, которые являются тремя краеугольными камнями химии жизни, был открыт с использованием чистых изотопных форм ионов металлов (магния, цинка, кальция), катализирующих ферментативное фосфорилирование. Это убедительно доказано магнитными изотопными и магнитно-полевыми эффектами на эти процессы. Ион-радикальный механизм неизбежен, поскольку на пути сжатия реагентов в любой молекулярной машине (ферменте) происходит перенос электрона, который предшествует общепринятой нуклеофильной реакции. Ион-радикальный механизм, контролируемый магнитными взаимодействиями, включается, когда в каталитический центр попадают по крайней мере два иона металла: первый прочно связан с фосфатной группой, второй – «свободный», не связанный с фосфатными группами; он действует как акцептор электронов, он является основным действующим лицом ион-радикального механизма. Этот механизм также может быть выключен присутствием ионов Fe. Ионно-радикальный механизм проявляется в синтезе АТФ в изолированных митохондриях и в целых живых организмах, а также в широко используемой полимеразной цепной реакции репликации ДНК. Механизм может быть использован для стимуляции синтеза АТФ и устранения дефицита АТФ при сердечных заболеваниях, для контроля пролиферации клеток, для уничтожения раковых клеток, а также для управления транскраниальной магнитной стимуляцией при когнитивных заболеваниях.