Enzym for biokatalizy wykorzystuje rozpuszczalnik jako substrat

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ο ενζυμο formate dehydrogenase μπορεί επίσης να χωρίσει τις φορμαμίδες, ανοίγοντας εντελώς νέες δυνατότητες για τη χημική βιομηχανία. Αντί για τις παραδοσιακές αντιδράσεις που χρησιμοποιούν την NADH ως υπόστρωμα, το ένζυμο μπορεί να χρησιμοποιήσει τις φορμαμίδες ως πηγή ηλεκτρονίων για την αναγέννηση της NADPH. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο αποδοτικές διεργασίες βιοκατάλυσης.

Μια ομάδα ερευνητών υπό την καθοδήγηση του Καθηγητή Dirk Tischler από το Ruhr-Universität Bochum ερεύνησε τη λειτουργία του ενζύμου formate dehydrogenase και ανέκοψε ότι μπορεί επίσης να διαλύσει C-N συνδέσεις σε φορμαμίδες. Αυτό σημαίνει ότι το ένζυμο μπορεί να διαλύσει δυσεπίλυτες C-N συνδέσεις και να χρησιμοποιήσει τις φορμαμίδες ως διαλύτες. Αυτή η σημαντική ανακάλυψη ανοίγει νέες δυνατότητες για αντιδράσεις που εμπλέκουν άσχημα διαλυτή NADH και NADPH.

Προηγουμένως πίστευαν ότι το formate dehydrogenase μπορούσε μόνο να διαλύσει C-O συνδέσεις σε φορμάτες. Ωστόσο, πειράματα χρησιμοποιώντας φορμαμίδες ως υποστρώματα απέδειξαν ότι το ένζυμο μπορεί πράγματι να διαλύσει και C-N συνδέσεις. Αυτή η ανακάλυψη είναι σημαντική και προηγουμένως άγνωστη στο επιστημονικό πεδίο.

“Αυτό ανοίγει εντελώς νέες δυνατότητες, διότι οι τροποποιημένοι μας ενζύμοι είναι ενεργοί ακόμα και στο 40% όγκου φορμαμιδών,” λέει ο Καθηγητής Tischler. Οι ερευνητές ανέφεραν ότι αντιδράσεις που χρησιμοποιούν φορμαμίδες ως πηγή ηλεκτρονίων για την αναγέννηση της NADPH παράγουν ισάξια ή ακόμα καλύτερα αποτελέσματα από τις παραδοσιακές αντιδράσεις φορμάτων. Επιπλέον, το παραπροϊόν CO2 ασφαλίζει την αντίδραση από αντίστροφες διεργασίες.

Αυτή η ανακάλυψη φέρνει νέα ώθηση στη βιοκατάλυση στη χημική βιομηχανία. Η χρήση του ενζύμου formate dehydrogenase και των φορμαμιδών μπορεί να οδηγήσει σε πιο αποδοτικές και οικονομικές διεργασίες παραγωγής. Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό ACS Catalysis και κρύβει τεράστιο δυναμικό για το μέλλον.