Doğal Ürünler Üretiminde Doğal Olmayan Bir Yol
Doğa tıptan kokulara, sonsuz sayıda ilaç ve tüketicinin kullandığı ürününde ihtiyaç duyulan temel kimyasal bileşiklerin çoğunu sağlar. Şimdi Güney Florida Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından tasarlanan en ileri teknik; bilim insanlarının bu değerli molekülleri izole etme şeklini değiştiriyor.
USF Kimya ve Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı ve Florida 21. Yüzyıl Dünyası Bilginleri’nden Profesör Ramon Gonzalez, “Bitkisel doğal ürünler zaten birçok sektörde yaygın olarak kullanılıyor.Mesela Pacific bölgesine ait porsuk ağacı olan Taxus brevifolia, çeşitli kanser tedavileri için bir kemoterapi ilacı üretmek için kullanılan molekülleri içeriyor. Sorun şu ki, bu ürünlerin çoğunun, verimli şekilde elde edilmesi pahalı ve zor bir süreç.”
Gonzalez ve araştırma ekibi çalışmalarını odak noktası olarak izoprenoidler adı verilen bitkisel doğal ürünler sınıfını (PNP’ler) seçti . Doğada sentezlenen bu izoprenoitlerin 50.000’den fazlası ile insanda bilinen en yapısal ve kimyasal olarak çeşitli molekül sınıflarından birini temsil eder.
Örneğin likopen, domateslere ve diğer kırmızı meyve, sebzelere renklerini veren bir izoprenoiddir. Doğal pigmentasyonunun yanı sıra, kan basıncını düşürmek, kalp hastalıklarını önlemek ve hatta birçok kanser türünü önlemeye yardımcı olduğu gösterilmiştir.
Narenciye kabukları, limonen adı verilen bir tür izoprenoit de içerir. Ekstre edildiğinde, limonen temizlik ürünlerinde limon veya portakal kokusu olarak veya farklı ilaçlarda bir lezzetlendirici madde olarak kullanılır.
Gonzalez, “Doğa, kullanılması için bu molekülleri verimli bir şekilde üretmek için bu yolları geliştirmedi. Bu metabolik yollar, bu bitkilerde kendi işlevlerini yerine getirir ve bu nedenle izoprenoidleri ideal olarak kullanmak istediğimiz miktarlarda bitkiden elde etmek zor. Bu, molekülleri özütlemek için gerekli bitkileri yetiştirebilmek için gereken doğal koşulların maliyet ve doğal gelişim süresinden bahsetmiyorum bile.” Dedi.
Bu temel sorunun üstesinden gelmek için Gonzalez ve ekibi izoprenoitleri sentezlemek için yenilikçi bir süreç geliştirmek için çalışmalara başladı. Araştırma temelde, bilim insanlarının bu temel bileşikleri kontrollü ve verimli bir şekilde erişmelerini sağlayacak sentetik bir metabolik yol geliştirmeleri.
Ulusal Bilimler Akademisi Bildirilerinde yayınlanan çalışmalarına göre, ekibin izoprenoidleri sentezlenmesi için özel tasarlanmış mikroorganizmalar geliştirdiği görülmekte. Bir laboratuar ortamında geliştirilen mikroorganizmların biyolojik işlevleri değiştiriliyor ve organizmanın metabolizması biyosentez için bir yol olarak kullanılıyor.
Bu sistemi bira tüketimi olarak düşün. Birada maya bakterileri şekeri, istenen ürünü oluşturmak için metabolize eder, metabolizma ürünü olarak alkol oluşur. Yani araştırmacılar, farklı ürünler üretmek için mikroorganizma metabolizmasından yararlanarak izoprenoitleri üretebiliyor. Organizma içerisinde izoprenoid alkol yolu olarak adlandırılan metabolik süreci bilim insanları mühendislik yöntemleri ile istenen izoprenoid molekülleri üretmek için o metabolik yoldan geçen bir karbon kaynağı ile özelleştirebilirler.Bu yöntemin avantajları bilinen yöntemlerin iki katıdır: Bu yöntem sadece araştırmacılara doğrudan mikroorganizmadaki izoprenoitleri sentezleme yeteneği sağlamakla kalmaz, aynı zamanda verimliliği en üst düzeye çıkarmak için metabolik yolu kendisi optimize edebilir.
Gonzalez, “Araştırmamızın, şu ana kadar doğada var olan iki yöntemi tamamen geride bırakarak, izoprenoid biyosentezi için yıllardır süren değerler dizisini değiştireceğine inanıyoruz. Çalışmamız, dünyada yapılan araştırmalar içinde geniş kapsamlı etkilere sahip olacağını düşündüğümüz heyecan verici bir gelişme.” Dedi.
Kaynak : sciencedaily.com
