Modificeret enzym bruges til at give bedre anti-Markovnikov-selektivitet i alkenoxidationer

(Phys.org) – Et team af forskere ved California Institute of Technology har brugt et modificeret enzym til at give bedre anti-Markovnikov-selektivitet i alkenoxidationer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver at bruge en iterativ proces til at modificere enzymet og producere et ønsket slutresultat.

Producenter bruger en række kemiske reaktioner til at producere varer, som forbrugerne ønsker. En sådan reaktion bruges til at danne et aldehyd og involverer oxidation af endekulstofatomet - det kan bruges til at skabe produkter baseret på en lineær alkohol såsom smøremidler, kosmetik, smagsstoffer og parfume. Men det er en svær proces, og af den grund, kemikere har søgt en bedre tilgang. Sådanne bestræbelser fokuserer på de katalysatorer, der bruges, fordi de i øjeblikket tilgængelige er ikke særlig produktive. I denne nye indsats, forskerne rapporterer, at de fandt en måde at modificere et enzym for at bruge det som en katalysator, der i høj grad forbedrede reaktionens produktivitet.

Enzymet, et P450-cytokrom (kaldet P450 _LA1 , helt naturligt) blev udsat for rettet evolution, en iterativ proces, hvor mutationer opstår, og resultaterne screenes for positive egenskaber. Den iterative proces blev udført gennem 10 runder (som resulterede i 12 mutationer) under anvendelse af styren som et substrat. Det resulterende enzym blev kaldt aMOx, og det viste sig at være ret produktivt, i stand til at katalysere 3, 800 oxidationsreaktioner, sammenlignet med kun 10 ved brug af andre katalysatorer.

Forskerne valgte P450 _LA1 fordi det er blevet brugt som en katalysator for andre lignende reaktioner, og en tidligere forskningsindsats har vist, at under visse omstændigheder, aldehyd opstod som et biprodukt.

Der kræves mere arbejde for at se, om teknikken kan tilpasses til fremstillingsprocesser, men forskerne udtrykker tillid til, at det en dag vil blive brugt til at skabe et væld af aldehyder, alkoholer og aminprodukter i en lang række anvendelser. Arbejdet repræsenterer også et skridt fremad for at erstatte konventionelle katalysatorer med biokatalysatorer, fordi det menes, at de med tiden vil fungere bedre i flowsystemer.

© 2017 Phys.org