Kilitleri Kırmak için Kuralları Yıkmak Yeni Bir Reaksiyona Götürdü
Bilim insanları, yeni ilaçlar yaratılmasından gıda üretimine kadar, çok kapsamlı yeni uygulamaların kilidini açabilecek kimyasal reaksiyonlar oluşturmaya yönelik yeni bir yöntemin önünü açmak için enzim mühendisliğinin kurallarını yıktılar.
Nature Catalysis’de kısa süre önce yayımlanan makalelerinde, Bern Üniversitesi ve Nottingham Üniversitesinden Profesör Francesca Paradisi ve Dr. Martina Contente, enzimdeki yeni bir tek adımlı reaksiyon üzerinden kimyasal molekülleri daha verimli bir şekilde üretmek için yeni bir yöntem göstermektedir.
“Faydalı bir enzimin ana kalıntılarından birindeki çok basit bir mutasyonun, enzimin sentetik kapsamını nasıl önemli ölçüde genişlettiğini ispat ettik ve karmaşık kimyasal moleküllerin yanı sıra vücuttaki birçok biyolojik prosesteki hayati doğal metabolitlerin hazırlanmasında mutant varyantın kullanılmasına olanak tanıdık.” — Profesör Paradis, Nottingham Kimya Okulunda Biyokataliz Profesörü
Enzimler üzerine herhangi bir ders kitabı, herhangi bir enzim ailesindeki katalitik aminoasitlerin nasıl yüksek oranda korunduğunu açıklayacaktır, bunlar aslında enzimin yapabileceği kimya türünün bir imzasıdır. Varyasyonlar meydana gelir ve bazı durumlarda, eğer yerine geçen aminoasit benzer ise, her ikisi de doğada önemli ölçüde bulunabilir ancak diğerleri çok daha az yaygın olabilir ve sadece sınırlı sayıdaki türlerde bulunur.
“Bu çalışmada enzim mühendisliğinin el değmemiş bir alanını araştırdık ve bir enzimin aktif bölgesinde bulunan önemli bir katalitik kalıntıyı biraz değiştirdik.” diyen Profesör Paradisi, ekliyor: “Daha öncesinde bunu yapmanın, enzimin etkinliğinin kaybına neden olacağı düşünülüyordu ancak bu biyokatalizör, sentetik bir doğrultuda kullanıldığında buna neden olmadığını bulduk ve aslında zorlayıcı olan ancak oldukça kullanışlı moleküller, geniş bir ürün yelpazesinde kullanılmak için ticari olarak, kolayca ölçeklendirilebilen ve çoğaltılabilen, yumuşak koşullar altında üretilebilirler.”
Bir enzimin substrat kapsamını değiştirmek için yaklaşım genellikle ister rasyonel tasarım ister yönlendirilmiş evrim yoluyla olsun, substrat tanımada yer alan kalıntıları mutasyona uğratmak ve katalitik olanları her zaman el değmemiş olarak bırakmak olmuştur.
Bir açil transferaz enziminin mutant varyantı hızlıca oluşturulur ve doğal biyokatalizör, alkoller ve lineer aminlerle çalışırken; mutant, tiyol (R-SH) ve çok daha karmaşık aminlerle de çalışır. Araştırma, yeni varyantın hakikaten esterleri hidrolizleme yeteneğini kaybettiğini ispat etti ancak bir ester ya da diğer fonksiyonel grupların (tiyoesterler ve amidler) yapılması ve ayrılmaması için ihtiyaç duyduğu sentetik uygulamalar için bu aslında büyük bir avantajdır.
“Çok çeşitli moleküler reaksiyonlara uygulanabilen kimya için yeni bir araç sağladığından, bu çalışma hakkında bilim camiasından etkileyici geri bildirimler aldık. Özel koşullara ihtiyaç duyulmadan oluşturulan çok kararlı bir reaksiyon olması gerçeği, yeni tıbbi ürünlerin üretiminde düşük maliyetli bir ticari uygulama potansiyeline sahip olduğu anlamına gelir. Muhtemelen, reaktivite üzerindeki kontrolü güçlendirmek için, doğanın hoşuna gitmeyen katalitik üçlülerlerdeki yeni bir kombinasyonun kilidini kırdığımıza inanıyoruz ancak kimyagerler için bu gerçek bir altın madeni olabilir.” — Dr.Martina Contente
Kaynak: scitechdaily.com
