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

Modelul demonstrează similitudini în modul în care studiază oamenii și insectele

Modelul de calcul demonstrează similaritatea în cunoașterea împrejurimilor oamenilor și insectelor. Potrivit unui nou studiu de la Universitatea din Sussex, care arată cum oamenii pot...

Cum am creat „furtuna perfectă” pentru evoluția și transmiterea bolilor infecțioase, cum ar fi COVID-19

Potrivit unui cercetător de la Universitatea din Anglia de Est, în majoritatea modurilor noastre, „furtuna perfectă” a fost creată pentru evoluția și transmiterea bolilor...

„Adezivul molecular” crește eficiența și face ca celulele solare perovskite să devină mult mai fiabile în timp

Cercetătorii au folosit „adeziv molecular” auto-asamblat monostrat pentru a consolida interfețele din celulele solare perovskite pentru a le face mai eficiente, stabile și fiabile....

Pastele plate sunt atât de avansate încât se formează în morfuri atunci când sunt fierte

Laboratorul CMU gestionează producția de paste, care își schimbă forma pe măsură ce gătește. Credit: Universitatea Carnegie Mellon Pastele plate ambalate creează ambalare, transport...

Oamenii de știință ai undelor gravitaționale Excelentă nouă metodă de rafinare a constantei Hubble – expansiunea și vârsta universului

O ilustrare a artistului unei perechi unificate de stele neutronice. Credit: Carl Knox, Universitatea OzGrav-Swinburne O echipă de oameni de știință internaționali, condusă de...

Newsletter

Subscribe to stay updated.