Încălcarea regulilor chimiei deblochează noua reacție – cu aplicații de la crearea de noi medicamente pentru producția de alimente

Oamenii de știință au încălcat regulile ingineriei enzimatice pentru a debloca o nouă metodă de creare a reacțiilor chimice care pot debloca o gamă largă de noi aplicații – de la crearea de noi medicamente la producția de alimente.

În lucrarea lor recent publicată pe Cataliza naturii, Profesorul Francesca Paradisi și Dr. Martina Contente de la Universitatea din Nottingham și Universitatea din Berna arată o nouă metodă de a produce molecule chimice mai eficient printr-o nouă reacție într-un singur pas asupra enzimei.

„Am demonstrat cum o mutație foarte simplă într-unul dintre reziduurile cheie ale unei enzime benefice și-a extins dramatic domeniul sintetic, permițând utilizarea variantei mutante în prepararea unor molecule chimice provocatoare, precum și a metaboliților naturali care sunt vital pentru multe procese biologice din corp. ”

Profesorul Paradis, profesor de biocataliză la Școala de chimie din Nottingham

Orice manual despre enzime va raporta cât de catalizator aminoacizi în orice familie, enzimele sunt foarte conservate, ele sunt de fapt o semnătură de tipul chimiei pe care o poate face o enzimă. Se produc modificări și, în unele cazuri, dacă se substituie amino acid este similar, ambele pot fi găsite într-o proporție considerabilă în natură, dar celelalte pot fi mult mai puțin frecvente și se găsesc doar într-un număr limitat de specii.

„În acest studiu am explorat o zonă intactă a ingineriei enzimatice și am modificat un reziduu catalitic major la locul activ al unei enzime”, adaugă profesorul Paradisi. „Anterior se credea că acest lucru ar provoca pierderea activității enzimei”. dar am descoperit că acest lucru nu este cazul atunci când acest biocatalizator este utilizat într-o direcție sintetică și, de fapt, molecule provocatoare, dar foarte utile, pot fi acum fabricate în condiții moi, care pot fi ușor scalate și copiate comercial pentru a fi utilizate într-o gamă o gamă largă de produse. ”

Pentru a schimba alinierea substratului unei enzime, abordarea a fost în general mutarea reziduurilor implicate în recunoașterea substratului, fie printr-un model rațional, fie prin evoluție direcționată, lăsând întotdeauna cele catalitice intacte.

Varianta mutantă a unei enzime acil transferază a fost stabilită rapid și, în timp ce biocataliza locală ar funcționa cu alcooli și amine liniare, mutantul a funcționat și cu tioli și amine mult mai complexe. Cercetările au arătat că într-adevăr noua variantă a pierdut capacitatea de hidrolizare a esterilor, dar pentru aplicații sintetice, în care trebuie realizat un ester sau alte grupe funcționale (tioesterii și amidele) și nu sunt defalcate, acesta este de fapt un avantaj al Grozav.

„Am primit feedback fantastic asupra acestui studiu din partea comunității științifice, deoarece oferă un nou instrument pentru chimie care poate fi aplicat la o gamă largă de reacții moleculare. Faptul că este o reacție foarte stabilă, creată fără a fi nevoie de condiții specifice, înseamnă că are potențialul unei aplicații comerciale la preț redus în producția de produse farmaceutice noi. Credem că am deblocat o nouă combinație în triplete catalitice pe care natura pare să nu le placă, poate pentru a consolida controlul asupra reactivității, dar care pentru un chimist ar putea fi o adevărată mină de aur. “

Dr. Martina Contente

Referință: „Un schimb strategic Ser / Cys în triada catalitică deblochează o sinteză mediată de tioli și amida terțiară aciltransferază” de Martina L. Contente, David Roura Padrosa, Francesco Molinari și Francesca Paradisi, 30 noiembrie 2020, Cataliza naturii.
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

Oamenii de știință dezvăluie cheia creșterii musculare adecvate

Analiza imunofluorescenței unui grup de celule stem proliferante asociate cu fibre musculare (gri). Celulele stem produc Dll1 (roșu) și MyoD (verde). Două...

ExoMars Orbiter surprinde fermitatea la locul de aterizare al craterului Mars Jezero

ESA-Roscosmos Trace Gas Orbiter a observat vehiculul NASA Perseverance Mars 2020, împreună cu o parașută și o carapace spate, un scut termic și o...

Reglarea cuantică în grafen avansează era comunicațiilor fără fir Terahertz de mare viteză

Tunelare cuantică. Credit: Daria Sokol / Biroul de presă MIPT Oamenii de știință de la MIPT, Universitatea Pedagogică de Stat din Moscova și Universitatea...

Un model agresiv bazat pe piață pentru dezvoltarea energiei de cuplare

Conceptul ARC Fusion Pilot Plant a fost dezvoltat la MIT ca o demonstrație a potențialului magneților supraconductori de temperatură înaltă de a reduce costurile...

Sug este mai important în cercetare decât potrivirea corectă a măștilor de față COVID

O echipă de cercetători care studiază eficacitatea diferitelor tipuri de măști de față a constatat că este cea mai bună protecție împotriva acesteia COVID-19,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.