Gamle enzymer katalysatorer for nye opdagelser

Forskning, der ledes af University of Queensland, der genskaber 450 millioner år gamle enzymer, har resulteret i et biokemisk engineering 'hack', der kan føre til nye lægemidler, smag, dufte og biobrændstoffer.

Professor Elizabeth Gillam fra UQ's School of Chemistry and Molecular Biosciences sagde, at undersøgelsen viste, at ældgamle enzymer kunne overleve høje temperaturer, og at dette kunne hjælpe med at skabe kemikalier billigt og i skala.

"Vi så på, hvordan vi kunne bruge et biologisk middel, som enzymer, at fremskynde kemiske reaktioner, som et alternativ til nuværende kommercielle processer, " sagde professor Gillam.

"Det er ofte meget svært at foretage præcise ændringer af komplekse kemikalier, men dette er vigtigt i mange industrier, medicinalindustrien er et godt eksempel.

"Disse metoder angriber ofte flere steder på et kemikalie, så man ender med en blanding af biprodukter, mens det ofte kræver meget energi og skaber skadeligt affald."

Teamet fandt enzymer, der var mere effektive ved højere temperaturer og kunne være bedre, hurtigere og billigere katalysatorer, bruger mindre energi og undgår giftige kemikalier.

"Naturligt forekommende enzymer overlever ikke længe nok til at gøre dette alternativ konkurrencedygtigt - så vi fandt på et hack, " sagde professor Gillam.

"Disse enzymers forfædre fra før den kambriske æra var i stand til at overleve stor varme, da temperaturerne på Jorden var omkring 60 grader Celsius.

"Vi fik alle de gensekvenser, vi kunne for et bestemt sæt ældgamle enzymer, udarbejdede deres genetiske evolutionære historie og bestemte den mest sandsynlige sekvens af deres fælles forfader, der ville have eksisteret i de tidligste hvirveldyr.

"Så genskabte vi dette gen, læg den i en bakterie og testet egenskaberne for det enzym, den koder for. "

Holdet fandt ud af, at det forfædres enzym kunne klare høje temperaturer og varede omkring 100 gange længere ved omgivende temperaturer.

"Dette betyder mere 'bang for your buck' i en kommerciel proces, men forbedrer også miljømæssig bæredygtighed, og udvider vores forståelse og brug af enzymer i syntetisk biologi.

"Breden af ​​kommercielle applikationer er kun begrænset af fantasien.

"For eksempel, denne opdagelse kan fremme områder som genterapi eller hjælpe med at afhjælpe forurenede miljøer - der er meget arbejde at gøre."