13:58 2022-05-24
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Enzima nou concepută accelerează reacția organică lentă
_ Enzima nou proiectată accelerează încet reacție organică
Catalizatorii versatili cu caracteristici și funcții noi ar putea revoluționa strategiile de sinteză ale oamenilor de știință, deschizând calea pentru produse chimice de mare valoare și o industrie chimică mai ecologică. În căutarea unor astfel de catalizatori, oamenii de știință au conceput o enzimă care poate accelera o reacție organică binecunoscută pentru viteza de reacție extrem de lentă.
Reacția în cauză se numește reacția Morita-Baylis-Hillman (MBH). , un proces puternic folosit pentru a forma o legătură carbon-carbon între o alchenă și un compus electrofil, cum ar fi aldehida. Reacția MBH creează produse care sunt elemente de bază utile pentru sinteze ulterioare. Cu toate acestea, necesită încărcări mari de catalizator și are timpi de reacție lungi cu catalizatorii existenți (de obicei catalizatori cu molecule mici, cum ar fi DABCO și DMAP), fiind nevoie de câteva zile pentru a produce o cantitate utilă de produs. Prin urmare, în ciuda utilității sale în sinteza organică, aceste dezavantaje împiedică utilizarea sa mai răspândită.
„Catalizatorii tipici pe care îi utilizați pentru această reacție sunt mici nucleofili”, afirmă prof. Anthony Green de la Universitatea gazdă a proiectului enzC-Hem. din Manchester, Regatul Unit, într-un articol postat pe „Lumea chimiei”. „Frumusețea biologiei este că, dacă poți proiecta o enzimă sau o proteină pentru a face această reacție, viteza de accelerare este semnificativă în comparație cu orice a fost obținut cu chimia cu molecule mici”, continuă prof. Green, care este autorul principal. a studiului publicat în revista Nature Chemistry.
Calea către un catalizator mai bun
În scopul de a crea primul biocatalizator eficient și selectiv pentru reacția MBH, echipa de cercetare a folosit o enzimă —BH32—dezvoltat cu câțiva ani mai devreme de Dr. David Baker și echipa sa de la Universitatea din Washington din Statele Unite. După cum s-a raportat în articolul de știri, în timp ce dr. Baker - care este coautor în studiul actual - și echipa sa au reușit să proiecteze enzime pentru reacția MBH, aceste enzime au acționat slab. „Erau competenți catalitic, dar nu erau biocatalizatori viabili”, potrivit Prof. Green.
Pentru a crea noua enzimă, echipa de cercetare condusă de Prof. Green a supus enzima primitivă BH32 unui proces numit evolutie dirijata. Un instrument de inginerie puternic pentru adaptarea enzimelor către transformările dorite, evoluția direcționată îmbunătățește funcțiile proteinelor prin runde repetate de mutație și selecție. După 14 runde de evoluție, echipa de cercetare a reușit să creeze o enzimă numită BH32.14, care este semnificativ mai rapidă și este, de asemenea, enantioselectivă.
Rezultatele au arătat că concentrațiile scăzute de BH32.14 adăugate la reacția MBH pot atinge randamente mult mai mari decât încărcările mari ale catalizatorilor actuali cu molecule mici. În plus, reacția durează doar câteva ore, nu câteva zile.
Enzima nou concepută „este una dintre cele mai complexe enzime concepute aplicate chimiei organice până în prezent”, se arată în articol. Lucrarea susținută de enzC-Hem (Creating Versatile Metallo-Enzyme Environments for Selective C-H Activation Chemistry: Lignocellulose Deconstruction and Beyond) arată că combinarea designului computațional și a evoluției direcționate ar putea duce la noi biocatalizatori pentru transformări chimice importante care nu se găsesc în natură.
Comentarii:
Adauga Comentariu