Bu Keşif, Gıda İşleme veya Biyoyakıt Üretimi Gibi Endüstriyel Uygulamalarda Biyokatalizörlerin Kullanımını Artırmaya Yardımcı Olabilir

Biyokimya Enstitüsü'nden Prof. Dr. Uwe Bornscheuer liderliğindeki biyokimyacılar, belirli kimyasal grupları ortadan kaldırarak karmaşık şeker yapılarını değiştiren karbonhidrat esterazları, yani biyokatalizörleri araştırdılar. Karbonhidrat esterazlar, diğer enzimlerin bu şekerleri ne kadar iyi işleyebildiğini etkiler. DFG tarafından finanse edilen Araştırma Birimi POMPU kapsamında ve Brezilyalı bilim insanlarıyla iş birliği içinde, araştırmacılar X-ışını kristalografisini kullanarak CE20 enzim ailesinin iki üyesinin ( Fl8CE20_II  ve PpCE20_II ) tam boy yapısını belirlediler ve işlevlerini ilk kez açıklığa kavuşturmayı başardılar.

Bilim insanları, enzimin aktif bölgesi olarak adlandırılan, yani kimyasal reaksiyonları gerçekleştiren kısımda şaşırtıcı bir keşifle karşılaştılar. "Normalde bu bölge, birlikte çalışan üç hassas amino asitten oluşur - sözde 'katalitik üçlü'. Ancak araştırılan enzimlerde belirleyici bir bileşen eksikti: Doğrudan ilgili bir amino asit yerine, işlevi yerine getirebilen hassas bir şekilde koordine edilmiş bir su molekülü belirledik," diye açıklıyor Greifswald Üniversitesi'nde doktora adayı ve Plinio Vieira ile birlikte çalışmanın ortak birinci yazarı olan Michelle Teune.

Yeni keşfedilen bu yapı - "su aracılı katalitik üçlü" - belirli deneylerle daha da doğrulandı. Araştırmacılar, su molekülünün koordinasyonu üzerindeki etkilerini değerlendirmek için enzimin çeşitli mutasyonlarını incelediler. Sonuçlara göre, bu yeni üçlüdeki su molekülü enzimlerin aktivitesinde merkezi bir rol oynuyor. "Sonuçlarımız, suyun yalnızca bir çözücü görevi görmediğini, aynı zamanda reaksiyonda aktif olarak yer aldığını da gösteriyor," diye açıklıyor Biyokimya Enstitüsü'nde yapısal biyolog olarak çalışmaya katılan Prof. Michael Lammers ve ekliyor: "Bu, daha önce farkında olmadığımız ve enzimler hakkındaki anlayışımızı önemli ölçüde genişleten bir mekanizma."

Projenin baş araştırmacısı Prof. Dr. Uwe Bornscheuer, “Bu çalışma, bilimsel iş birliğinin ne kadar değerli olabileceğini gösteriyor ve karbonhidrat esterazlarını anlamamız için önemli temel bilgiler sağlıyor; bu bilgiler yakın zamanda onaylanan Transregio/CRC CONCENTRATE projemiz için de önemli olacak” diyor.

Bu yeni bulgular yalnızca temel araştırmalar için önemli olmakla kalmayıp, aynı zamanda karasal ve denizsel karbonhidratlardan elde edilen bu biyokatalizörlerin gıda endüstrisinde veya biyoteknoloji alanında (örneğin biyoyakıt üretimi) çeşitli uygulamalar için sürdürülebilir değerli ürünler yaratmak amacıyla kullanılabilmesi nedeniyle pratik uygulama alanı da bulabilir.

KAYNAK: https://www.chemeurope.com/en/news/1186855/new-discovery-in-enzyme-research-water-is-the-key-for-activity.html