Ketidakpatuhan terhadap aturan kimia membuka reaksi baru: dengan penerapan mulai dari pembuatan obat baru hingga produksi makanan

Ilmuwan telah melanggar aturan rekayasa enzimatik untuk membuka metode baru untuk menciptakan reaksi kimia yang dapat membuka berbagai aplikasi baru, mulai dari pembuatan obat baru hingga produksi makanan.

Dalam artikelnya yang baru diterbitkan di Katalisis alam, Profesor Francesca Paradisi dan Dr Martina Contente dari Universitas Nottingham dan Universitas Bern mereka menunjukkan metode baru untuk memproduksi molekul kimia secara lebih efisien dengan reaksi satu langkah baru dalam enzim.

“Kami telah menunjukkan bagaimana mutasi yang sangat sederhana di salah satu residu kunci dari enzim yang berguna telah secara dramatis memperluas jangkauan sintetiknya, memungkinkan penggunaan varian mutan dalam persiapan molekul kimia yang menantang serta metabolit alami yang penting. untuk banyak proses biologis dalam tubuh “.

Profesor Paradis, Profesor Biokatalisis di Sekolah Kimia Nottingham

Setiap buku teks tentang enzim akan melaporkan tentang cara kerja katalis asam amino dalam setiap famili enzim tertentu, enzim tersebut sangat kekal, sebenarnya mereka adalah tanda dari jenis kimiawi yang dapat dilakukan enzim. Variasi terjadi dan, dalam beberapa kasus, jika amino diganti asam Ia serupa, keduanya dapat ditemukan dalam proporsi yang signifikan dengan alam, tetapi yang lain mungkin jauh lebih jarang dan hanya ditemukan dalam jumlah spesies yang terbatas.

“Dalam studi ini kami menjelajahi area utuh dari rekayasa enzimatik dan memodifikasi residu katalitik kunci di situs aktif enzim,” tambah Profesor Paradisi, “Sebelumnya diperkirakan bahwa melakukan ini akan mengakibatkan hilangnya aktivitas. ‘enzim, tetapi kami telah menemukan bahwa ini tidak terjadi ketika biokatalis ini digunakan dalam arah sintetis dan, pada kenyataannya, molekul yang menantang tetapi sangat berguna sekarang dapat dibuat dalam kondisi ringan yang dapat dengan mudah diperluas dan direplikasi secara komersial untuk digunakan. dalam berbagai macam produk. ”

Untuk mengubah ruang lingkup substrat suatu enzim, pendekatan umumnya adalah dengan memutasi residu yang terlibat dalam pengenalan substrat, baik dengan rancangan rasional atau evolusi terarah, selalu membiarkan katalis tetap utuh.

Varian mutan dari enzim asil transferase dengan cepat dibuat dan, meskipun biokatalis asli akan berfungsi dengan alkohol dan amina linier, mutan juga akan berfungsi dengan tiol dan amina yang jauh lebih kompleks. Penelitian menunjukkan bahwa, memang, varian baru telah kehilangan kemampuan untuk menghidrolisis ester, tetapi untuk aplikasi sintetik, di mana perlu membuat ester atau gugus fungsi lainnya (tioester dan amida) dan tidak membelahnya, ini sebenarnya keuntungan penting.

“Kami telah menerima umpan balik yang luar biasa tentang studi ini dari komunitas ilmiah karena menyediakan alat baru untuk kimia yang dapat diterapkan pada berbagai macam reaksi molekuler. Fakta bahwa ini adalah reaksi yang sangat stabil yang dibuat tanpa memerlukan kondisi khusus berarti bahwa ia memiliki potensi untuk aplikasi komersial berbiaya rendah dalam produksi obat-obatan baru. Kami yakin kami telah membuka kombinasi baru dalam triad katalitik yang tampaknya dirugikan oleh alam, mungkin untuk memperkuat kontrol reaktivitas, tetapi itu bagi ahli kimia, ini bisa menjadi tambang emas asli ”.

Dra. Martina Contente

Referensi: “Pertukaran strategis Ser / Cys dalam triad katalitik membuka sintesis tioester dan amida tersier yang dimediasi asiltransferase” oleh Martina L. Contente, David Roura Padrosa, Francesco Molinari dan Francesca Paradisi, 30 November 2020, Katalisis alam.
DOI: 10.1038 / s41929-020-00539-0

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

36 galaksi kerdil secara bersamaan memiliki “baby boom” bintang baru

Penemuan tak terduga Rutgers menantang teori modern tentang bagaimana galaksi tumbuh, dan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Penulis: Universitas Rutgers-New Brunswick Sungguh...

Banyak pasien dengan COVID-19 menghasilkan respons imun yang menyerang jaringan dan organ mereka sendiri.

Sebuah studi yang dipimpin oleh University of Birmingham, yang didanai oleh Konsorsium Imunologi Coronavirus Inggris, menemukan bahwa banyak pasien dengan COVID-19 menimbulkan respons kekebalan...

Sains mudah dibuat: apa itu neutrino steril?

Neutrino steril adalah jenis neutrino khusus yang telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil eksperimen yang tidak terduga, tetapi belum ditemukan secara pasti. Para...

Kekeringan jangka panjang mengambil alih AS bagian barat – Tanah dan tanaman berjatuhan

5 Juni 2021 Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda sebagian besar wilayah Amerika Serikat dari Pegunungan Rocky hingga Pantai Pasifik. Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda...

Energi matahari dan angin dapat meredakan konflik di sekitar bendungan Renaisans Ethiopia di timur laut Afrika

Megaplatinum terletak di Ethiopia, dekat perbatasan dengan Sudan. Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Afrika. Penulis: © Google Sebuah studi baru...

Newsletter

Subscribe to stay updated.