МОСКВА, 11 сентября. Российские ученые сделали важное открытие в области молекулярной динамики, впервые проследив, как молекулы сахарозы, привычного столового сахара, ведут себя в водной среде. Используя современные методы молекулярного моделирования, им удалось наблюдать изменения формы этих молекул с течением времени. Результаты работы предполагают сложное поведение сахарозы в жидкости, что может оказать значительное влияние на разработку новых лекарств и углубление знаний о метаболизме углеводов в организме, сообщает пресс-служба МФТИ.
Исследование динамики сахарозы
По словам Владимира Дещени, младшего научного сотрудника Центра вычислительной физики МФТИ, предшествующие исследования сосредоточивались на разбавленных растворах и краткосрочных траекториях, что ограничивало понимание конформационной динамики молекул. В отличие от этого, данный проект фокусировался на изучении сахарозы в водном растворе в микросекундном масштабе, демонстрируя глубже забытые аспекты движения и поведения молекул.
Уникальные конфигурации сахарозы
Сахароза является одним из простейших олигосахаридов, состоящим из нескольких углеводных колец. В водной среде ее молекулы способны принимать различные пространственные конфигурации, свойства и взаимодействия которых значительно варьируются. Ученые провели расчеты с рекордным уровнем точности и длительности моделирования, что позволило выявить необычную динамику: молекулы сахарозы могут существовать в трех различных конфигурациях, из которых наиболее устойчивая напоминает свою форму внутри кристаллов сахара.
Кроме того, исследование показало, что геометрия молекул сахарозы остается неизменной независимо от их концентрации в воде. Однако при увеличении концентрации возрастает время существования каждой из стабильных конфигураций. Также было проведено сравнение нескольких компьютерных моделей для улучшения точности расчетов.
Возможности для будущих исследований
Работа российских ученых открывает новые возможности для моделирования более сложных углеводных систем, таких как полисахариды, и их взаимодействия с белками. Однако подобные исследования требуют масштабных вычислительных ресурсов и высоких компетенций. По словам Николая Кондратюка, директора Центра вычислительной физики МФТИ, результаты этой работы могут стать основой для значительных научных прорывов в будущем.
