Средњи пут

Јаков: Је л’ имаш нешто што желиш да ми кажеш?

Матеја: Да, молим те. Данашња наука је изгубила разумевање основе природе. И управо сам видео једну ствар од које ме је заболела глава.

На почетку 21. века неки ензими имају своја каталитичка својства везана за квантну механику. Квантна механика је једно од највећих достигнућа 20. тог века. Прве сугестије да квантно механичко тунеловање може да буде значајан фактор у хемијским реакцијама, дао је Хунд, пре око 80 година.1) Ипак ова поставка Хундова је искључена из даље научне анализе. Постоје радови из дуге половине седамдесетих, али ни та мисао није трајала дуго. „Шпекулације“ без чврстог темеља су заборављене и остављене са стране. Ова размишљања су долазила баш на почетку развитка квантне механике. Иако не желим да овим дам само један пример, остао бих у овом веку за сад.

Јаков: Шта желиш да кажеш? Да су мислиоци који су испред свог времена увек били ућуткивани? Или да су шпекулације повезиване са паганизмом? Знаш да је стари Демокрит био проглашен лудим и да су Хипокрита довели код њега. Чувена Хипокритова реченица је да су сви у граду луди, а само да је Демокрит нормалан, након што је провео пар дана са њим.

Матеја: Не желим да ништа повежем са паганизмом. Желим да кажем да се људи боје своје интуиције, одбацујући све што долази из њих самих. Неке особе сматрају да биолошки системи и квантна физика немају ништа заједничко и да је изненађење да квантно тунеловање у ензимски катализованим рекацијама, преношење протона (Х), тек сад уочено. Ензимско тунеловање је атрактивно средство за трансфер протона од реактанта ка продукту код оних ензимски – катализованих реакција које имају високе активациону баријеру (код које је потребна енергија), код којих је тешко предпоставити како се у ствари врши овај трансфер протона услед високе баријере.

Јаков: То би значило да наука узима оно што јој је згодно да објасни неке феномене због одређених разлога. Да ли је то повезано са технологијом, која испуњава лабораторије или је то можда условљено капитализмом?

Матеја: Акценат је на „објективности“, то потиче из раних дана, много пре средњег века (што могу да разумем, где је црквена догма уклонила свако трезвено размишљање). Аристотел је размишљао да ли Платонизам или материјализам Демокритов, на крају се окренуо природи толико дубоко да је његово размишљање стопирало развитак човечанства вековима. Наравно не желим да ова критика Аристотела буде лоше схваћена. Само ауторитете је тешко превазићи.

Јаков: Желиш да критикујеш објективност или желиш да кажеш да требамо да укључимо и интуицију такође?

Матеја: Желим да кажем да су наша чула битна и да објективност која долази из наших чула је битна и важна. Али наша „субјективност“ игра велику улогу и не можемо искључити сврху постојања ове наше стране. Ако размишљамо средњи пут (и ово не желим да повежем ни са једном религијом или филозофијом), онда морамо да нашим чулима и духу омогућимо да заједнички делују.

Јаков: Да ли ова твоја мисао долази из субјективности или објективности?

Матеја: Из оба.

Матеја: Ако идемо даље са овим примером из квантне механике видећемо да, прва размишљања су била о ТСТ (транзиционом стању трансфера) која су била неадекватна за опис ензимски катализованих реакција и да теоријске анализе о протеинској динамици и катализи морају се много шире усвојити. Динамичка теорија Х-тунеловања је конзистентна са вредностима КИЕ (кинетички изотопни ефекат), откривајући да само КИЕ мерење није довољан индикатор за приказ класично вс (према) квантно механичком моделу Х- трансферовања. Тако је показано да је ВЕГСТ (вибрационо основно стање, тунеловање) атрактиван механизам за прекид стабилне везе Ц-Х, јер превазилази многе енергецке тешкоће које се срећу у ТСТ моделу.2) Друга истражавиња су била врло атрактивна такође, тако да је мисао стара 80-так година била позитивна (тачна).

Сада је тренд да сви региони у ензиму, а не само активно место, доприносе вибрацијама које омогућавају квантно тунеловање, дајући нам на тај начин и одговор због чега би ензими били много већи него само да имају активно место.

Вибрационо посредовано квантно тунеловање је на пример, добро описано за Х-трансфер код метала, а тако и за ензимско посредовање електронског трансфера (протон је много тежи него електрон (е), смањујући вероватноћу да протон буде тунелован, а то је један од разлога зашто Х-тунеловање није било задовољавајући одговор све док експеримент није показао другачије). Много раније је показано да у небиолошким системима је Х-тунеловање могуће на ниским температурама, али у биолошким системима се оно одвија на собној температури.

Јаков: Твоја размишљања о развитку квантне биологије још нису јасна.

Матеја: Чекали смо 100 година да једна добра мисао дошавши из духа и ума буде поново узета у обзир.

Аутор: Петар Подолски

ФУСНОТЕ:   [ + ]

1.  A new conceptual framework for enzyme catalysis; Hydrogen tunneling coupled to enzyme dynamics in flavoprotein and quinoprotein; Enzymes. Nigel S. Scrutton et al.
2. insights into enzyme catalysis; Ground state tunnelling driven by protein dynamics; Nigel S. Scrutton et al

Оставите одговор

Ваша адреса е-поште неће бити објављена. Неопходна поља су означена *