آنزیمی که بدون نیاز به آب نیز فعال است

تصویر میکروسکوپ نوری نشان دهنده ترکیبی از آنزیم مایع ( مواد زرد رنگ) به همراه مواد جامد (کریستال های سیاه) درست پس از بر قراری ارتباط ( سمت چپ) و پس از نگاه داری به مدت ۳۰ دقیقه در دمای ۵۰ درجه سانتیگراد ( سمت راست)

 

تحقیقاتی که به تازگی توسط دانشمندان دانشگاه Bristol انجام شده است، یکی از اصول زیست شناسی که بیان می کند آنزیم ها برای عملکرد به آب نیاز دارند را زیر سؤال می برد. این موفقیت می تواند منجر به ایجاد کاتالیز کننده های صنعتی جدیدی برای فرآوری سوخت های زیستی (biodiesel)  شود.

آنزیم ها مولکول های بزرگ زیستی می باشند که هزاران واکنش شیمیایی مختلف را برای حیات واجب هستند کاتالیز می کنند. این واکنش ها می توانند شامل تبدیل غذا به انرژی یا کنترل چگونگی تکثیر DNA به وسیله سلول ها باشند.

در میان تنوع محیط هایی که آنزیم ها در آنها عملکرد دارند، تنها نکته ثابت فراوانی آب است. در حالی که مقاله ای که در ماه اکتبر در مجله Nature communications به چاپ رسیده است بیان می کند که آب برای انجام کامل فعالیت زیستی توسط آنزیم ها نیاز نیست.

این کشف می تواند مسیر ایجاد آنزیم های صنعتی جدید مقاوم به حرارت را هموار کند. این آنزیم ها می توانند در شرایط عملکردی دشوار با کاربرد هایی نظیر تکنولوژی های مواد شوینده یا تولید سوخت زیستی کاربرد داشته باشند.

دکتر Adam Perriman و همکارانش توانستند با تغییر در آرایش سطح آنزیم صنعتی لیپاز به کمک مولکول های طویل شونده، نیاز به آب توسط این آنزیم را برطرف کنند.

در واقع چیزی که این گروه ایجاد کرده، آنزیمی است که قابلیت هایی همچون مایعات دارد اما بدون حضور هیچ گونه حلالی. اتفاق حیرت آور در این فرآیند توانایی سوبسترا( ماده واکنش دهنده جامد) در حل شدن مستقیم توسط آنزیم مایع است که نتیجه آن کاتالیز واکنش شیمیایی می باشد. این فرآیند می تواند تا دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد پایداری داشته باشد.

دکتر Perriman از دانشکده علوم سلولی و مولکولی دانشگاه Bristol می گوید:

" ما با بررسی نتایج حاصل از آزمایشات مقدماتی متوجه شدیم که ساختار مولکولی لیپاز پس از ایجاد تغییر حتی در دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد نیز پایدار باقی می ماند. این درحالی است که از باقی ماندن خاصیت کاتالیزی آنزیم در چنین شرایطی بسیار شگفت زده شدیم. برای انجام واکنش شیمیایی، توانایی طراحی یک مایع زیستی فعال درون آنزیم، که بتوان یک سوبسترای جامد را به آن اضافه کرد، یک پیشرفت علمی بنیادی است."

منبع: Nature Communications

  • نویسنده : سامان میلانی زاده
  • تاریخ انتشار : ۰۵-۰۸-۹۳