Ny teknologi til enzymdesign

Forskere ved universitetet i Würzburg har kemisk ændret enzymet levansucrase ved hjælp af en ny metode. Enzymet kan nu producere sukkerpolymerer, der er spændende til anvendelser i fødevareindustrien og medicin.

Enzymer er naturværktøjer, der fremskynder næsten alle biokemiske reaktioner i levende celler som biologiske katalysatorer. Af denne grund, enzymer har været brugt i den kemiske industri i nogen tid nu - i vaskemidler og rengøringsmidler, tandpasta og shampoo, men også i fødevarer. Enzymer hjælper med fremstilling af papir, tekstiler, læder, lægemidler, biobrændstoffer og andre produkter.

Enzymer fra skrædderbranchen

Biokemisk, enzymer er proteiner, der består af naturlige aminosyrer. De danner en tredimensionel struktur. Ligesom en nøgle passer ind i en lås, hvert specifikt molekyle passer ind i et enzym, og enzymet omdanner det til et nyt produkt.

Teknisk set, det er muligt at udveksle individuelle aminosyrer i et enzym og derved ændre dets struktur, så det nu kan behandle andre molekyler. På denne måde, Britiske forskere har for nylig skabt et mutant enzym, der nedbryder plastik.

Overfladen på levansucrase ændret

Kemikere fra Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) i Bayern, Tyskland, er nu gået et skridt videre i skræddersyningen af ​​enzymer:"Vi tænkte på, hvilke fascinerende muligheder der ville opstå, hvis vi kunne ændre enzymers overflade kemisk og bruge det kemiske rum af molekyler, "siger Jürgen Seibel, Professor i organisk kemi ved JMU. "Vi har udviklet en reaktion, der ikke forekommer i naturen på denne måde. Det giver os stor frihed i at omforme enzymoverflader."

Som JMU -forskerne rapporterer i tidsskriftet Kemisk videnskab , de redesignede først overfladen af ​​enzymet levansucrase. Nu, enzymet kan omdanne bordsukkeret (saccharose) direkte til en polymer af fructose byggesten.

"Indtil nu, en sådan syntese har været mulig med levansucrase, men det fungerer meget mere effektivt med det modificerede enzym, "forklarer Seibel. Omdannelsen af ​​enzymet pr. sekund er nu betydeligt højere; desuden er det producerer hovedsageligt det ønskede produkt og ingen utilsigtede biprodukter.

Interessant for medicin og fødevareindustrien

Fruktosepolymeren kan bruges som en biogel til vævstransplantation i medicin eller i fødevareindustrien-for eksempel som et probiotisk supplement i yoghurt eller babymad. Fordi ligesom andre funktionelle sukkerarter, polymeren kunne også tjene visse tarmbakterier som mad og indirekte udøve en sundhedsfremmende indflydelse på tarmfloraen hos mennesker.