Сложное поведение растворимого сахара в воде: новые перспективы для науки

МОСКВА, 11 сентября. Российские ученые совершили важный шаг в понимании поведения молекул сахарозы обыкновенного сахара. С помощью современных методов молекулярного моделирования им удалось разгадать, как эти молекулы действуют в водной среде и как со временем изменяется их форма. Результаты исследования могут привести к значительным достижениям в области разработки новых лекарств и изучения метаболизма сахаров в нашем организме, сообщает пресс-служба МФТИ.

Новые горизонты в исследовании конформационной динамики

Ранее многие исследования сфокусировались на разбавленных растворах и краткосрочных процессах, в результате чего конформационная динамика молекул оставалась недостаточно понятной. Однако команда исследователей из МФТИ изучила эту динамику на микросекундных временных масштабах, что позволило получить более полное представление о поведении молекул сахарозы в растворе, по словам младшего научного сотрудника Центра вычислительной физики МФТИ Владимира Дещени.

Разнообразие конфигураций молекул сахарозы

Сахароза один из самых простых олигосахаридов, состоящий из нескольких углеводных колец. Когда она взаимодействует с водой, молекулы принимают различные пространственные структуры. Эти структуры могут обладать различными свойствами и по-разному реагируют на взаимодействия с биомолекулами.

В ходе исследования ученые пришли к выводу, что сахароза может существовать в трех стабильных конфигурациях, и самая устойчивой из них является форма, похожая на состояние молекул в твердых кристаллах. Удивительно, но геометрия молекул не зависит от концентрации сахара в растворе, однако с повышением ее концентрации увеличивается время существования каждой из конфигураций.

Возможности для будущих исследований

В процессе работы исследователи сравнили множество компьютерных моделей, используемых для расчетов взаимодействий атомов, и выбрали наиболее точный метод для изучения динамики молекул сахарозы. По словам исполнительного директора Центра вычислительной физики МФТИ Николая Кондратюка, полученные результаты открывают новые горизонты для моделирования более сложных углеводных систем, включая полисахариды и их взаимодействия с белками. Однако такие вычисления требуют высоких вычислительных ресурсов и специализированных знаний, сообщает канал.