일반적으로 생체내 화학 반응은 1초 이하의 시간 규모로 진행된다.한편, 우리 생물이 살아 행동하는 시간 스케일은, 예를 들면 체내 시계이면 약 XNUMX만초 정도이며, 그 사이에는 매우 큰 격차가 있다.이번에 도쿄 대학의 연구자들은 많은 생화학 반응이 모여 구성되어 있는 것에 불과한 우리 생물이 이 그루브를 메우는 메커니즘 중 하나를 밝혔다.
본 연구에서는 우선, 「알로스테릭 제어」(단백질에 화합물이 결합함으로써 단백질 전체의 구조와 활성이 변화한다)의 모델인 Monod-Wyman-Changeux 모델을, 실제로 생체내에서 행해지고 있다 따라서 효소 반응을 포함하는 형태로 확장되었다.그리고, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 해석했는데, 각각의 반응이 아무리 빨라도, 전체로서의 속도는 수십만배 이상이나 느려질 수 있는 것을 밝혔다.
이것은, 반응이 진행될수록, 효소와 결합하기 쉬운 상태의 분자가 늘어나는 한편, 그들이 효소를 독점하는 상태가 되어 버리기 때문에, 나머지 분자가 효소와 거의 결합할 수 없고, 전체적으로 반응이 늦어지기 때문이라고 한다.또한,이 생화학 반응에서 분자의 수의 변화를 조사하면, 흥미롭게도, 시계열은 유리에서 분자의 운동에 매우 가깝다는 것이 밝혀졌다.
그래서 이 생화학 반응의 모델을 깊게 조사한 결과, 그 안에 유리를 지배하고 있다고 여겨지는 구조 중 하나와 매우 유사한 구조가 숨어있는 것을 알았다.또, 다양한 환경이 변화했을 때에 액체와 유리로 전이가 일어나도록, 효소의 양 등을 변화시키면 반응 경로도 변화하고, 그 반응 시간은 통계 역학에 있어서의 전이에 가까운 행동을 나타내는 것을 알 수 있었다 .
생명 현상의 시간 스케일이 어떻게 정해져 있는가를 이해하는 것과 동시에, 생물과 유리의 공통점을 이용하는 것으로, 장래적으로는, 생명 현상에 흐르는 시간을 제어할 수 있게 될지도 모른다 .
