موجب شده توسط نور در یک راه جدیدی را برای تغییر در آنزیم

آنزیم: آنها مرکزی درایور های بیوشیمیایی متابولیک در هر سلول زنده را قادر می سازد واکنش به اتفاق موثر است. آن است که این بسیار توانایی است که اجازه می دهد تا آنها را برای استفاده به عنوان کاتالیزور در بیوتکنولوژی به عنوان مثال برای ایجاد محصولات شیمیایی مانند داروسازی. یک موضوع است که در حال حاضر به طور گسترده ای مورد بحث است photoinduced کاتالیزور که در آن محققان مهار توانایی طبیعت برای شروع واکنش های بیوشیمیایی با کمک نور است. آنچه برای این منظور نیاز به آنزیم است که می تواند فعال شود با استفاده از نور است. آن است که یک ماده ساده به ترکیب چند به طور طبیعی نور-activatable آنزیم به فرآیندهای بیوتکنولوژی به عنوان آنها بسیار تخصصی و دشوار است برای دستکاری.

محققان در دانشگاه مونستر (آلمان) و پاویا (ایتالیا) در حال حاضر شناسایی یک آنزیم است که می شود catalytically فعال هنگامی که در معرض نور آبی و که بلافاصله باعث یک واکنش ناشناخته در enzymology. واکنش در سوال این است که یک ویژه monooxygenase واکنش که در آن یک اتم اکسیژن منتقل شده است به بستر. واکنش توسط پشتیبانی “یاور مولکول” که گام به گام ارائه دو الکترون. تا به حال فرض بر این شده بود که چنین وابسته به نور واکنش نمی تواند رخ دهد در آنزیم است.

“آنزیم ما را شناسایی کرده اند متعلق به یک خانواده بسیار بزرگ از آنزیم و آن را واقع بینانه است که فرض کنیم که دیگر آنزیم ها را می توان با استفاده از دستکاری ژنتیکی است که می تواند فعال شده توسط نور بیش از حد و آن را می توان در طیف بسیار گسترده ای از برنامه های کاربردی” می گوید: دکتر استفن L. Drees که رهبری این مطالعه و با این نسخهها کار در موسسه مولکولی میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی در دانشگاه مونستر. ممکن است یک برنامه به عنوان مثال در زمینه پزشکی که دارو می تواند فعال با استفاده از نور است. مطالعه منتشر شده در مجله “ارتباطات طبیعت.”

زمينه و روش

در مطالعه محققان به بررسی آنزیم PqsL است که در این پاتوژن فرصت طلب سودوموناس آئروژينوزا و در اصل است نه وابسته به نور. محققان با تحریک آنزیم با نور آبی و تجزیه و تحلیل واکنش با استفاده از یک ترکیب از زمان حل و فصل spectroscopic و تکنیک های بلوری.

آنزیم مورد بررسی قرار گرفت متعلق به خانواده flavoproteins و — به طور معمول برای این خانواده از پروتئین — با استفاده از مشتق شده از ویتامین B2 به عنوان یک اصطلاح کوفاکتور برای catalysing اختلاط اکسیژن به مولکول های آلی. این cosubstrate NADH (کاهش آميد adenine dinucleotide) مورد نیاز است به عنوان “یاور مولکول” به صورت آنزیمی واکنش لازم ارائه الکترون. واکنش مکانیسم محققان مشاهده شده در مطالعه خود جدید است و با این حال تا کنون منحصر به فرد است. فعال توسط قرار گرفتن در معرض نور در فلاوین-NADH پیچیده NADH انتقال یک الکترون به پروتئین محدود فلاوین. در این راه یک فلاوین رادیکال ایجاد شده است — بسیار واکنش مولکول است که مشخص می شود توسط یک الکترون جفت نشده است. با استفاده از زمان-حل طیف سنجی محققان قادر به مشاهده چگونه مولکول تشکیل شده و تغییر آن دولت است.

این فلاوین رادیکال بسیار منفی پتانسیل اکسیداسیون و کاهش, که بدان معنی است که این یک ظرفیت بزرگ برای انتقال الکترون واکنش همکاران. “از آنجا که این اموال ما فرض کنیم که فلاوین رادیکال همچنین می توانید با فعال کردن واکنش های اضافی را که گسترش کاتالیزوری پتانسیل این آنزیم — به عنوان به خوبی به عنوان دیگر آنزیم ها بیش از حد شاید می گوید:” رهبر گروه پروفسور سوزان Fetzner.

آنزیم شناسایی شده است که تنها تا کنون است که به طور طبیعی photoactive و حمل کردن یک نور مستقل از واکنش در سلول باکتری. “ساختار سه بعدی آنزیم نشان می دهد که بیرون رو فلاوین شرکت عامل ممکن است کلید به photoactivation می گوید:” سیمون ارنست, اولین نویسنده از مطالعه.

Photoactive آنزیم فعال کردن تعداد زیادی از برنامه های کاربردی — برای مثال چند مرحله تجزیه در یک کشتی واکنش یا مکانی حل و فصل شود کاتالیزور برای مثال به functionalise سطوح در الگوهای خاص. آنها نیز می تواند مفید باشد برای به اصطلاح prodrug فعال در بدن و یا بر روی پوست — یک فرایند است که در آن یک ماده دارویی فعال می شود تنها پس از metabolization در ارگانیسم.

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه مونستر. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.net