Магнитный изотоп магния — ²⁵Mg ускоряет реакцию гидролиза АТФ миозином

Abstract

Из трех стабильных изотопов магния — ²⁴Mg, ²⁵Mg и ²⁶Mg (природное соотношение приблизительно 79, 10 и 11% соответственно), только ²⁵Mg является магнитным изотопом (имеет ядерный спин I = 5/2), в то время как ²⁴Mg и ²⁶Mg — немагнитные изотопы (ядерный спин I = 0). Показано, что магнитный изотоп 25Mg в сравнении с немагнитными изотопами ²⁴Mg и ²⁶Mg существенно активирует (в 2–2,5 раза) реакцию ферментативного гидролиза АТФ миозином, полученным из гладкой мышцы матки. Каталитический эффект ядерного спина ²⁵Mg наблюдается при обычной физиологической концентрации MgCl₂ — 5мM. Таким образом, впервые получен документированный магнитный изотопный эффект в ферментативном катализе гидролиза АТФ миозином.

З трьох стабiльних iзотопiв магнiю — ²⁴Mg, ²⁵Mg та ²⁶Mg (природне спiввiдношення приблизно 79, 10 та 11% вiдповiдно), тiльки ²⁵Mg є магнiтним iзотопом (має ядерний спiн I = 5/2), тодi як ²⁴Mg і ²⁶Mg — немагнiтнi iзотопи (ядерний спiн I = 0). Показано, що магнiтний iзотоп ²⁵Mg порiвняно з немагнiтними iзотопами ²⁴Mg та ²⁶Mg iстотно активує (в 2–2,5 раза) реакцiю ензиматичниого гiдролiзу АТФ мiозином, одержаним з гладенького м’яза матки. Каталiтичний ефект ядерного спiна ²⁵Mg спостерiгається при звичайнiй фiзiологiчнiй концентрацiї MgCl₂ — 5мM. Таким чином, вперше одержано документований магнiтний iзотопний ефект у ферментативному каталiзi гiдролiзу АТФ мiозином.

Among three stable magnesium isotopes ²⁴Mg, ²⁵Mg, and ²⁶Mg with natural abundance 79, 10, and 11%, only ²⁵Mg has the nuclear spin (I = 5/2) and, therefore, the nuclear magnetic moment. Two other isotopes, ²⁴Mg and ²⁶Mg, are spinless (I = 0) and, hence, have no magnetic moment. In this work, we have revealed that magnetic isotope ²⁵Mg, by comparison to nonmagnetic isotopes ²⁴Mg and ²⁶Mg, essentially stimulates, by 2–2.5 times, the enzyme АТP hydrolysis reaction catalyzed by myosin isolated from smooth muscles of uterus. The catalytic effect of the nuclear spin of ²⁵Mg has been observed at the usual physiological concentrations of MgCl₂, at 5 mM. Thus, we have, for the first time, documented the magnetic isotope effect in the enzyme hydrolysis of АТP by myosin.