Jak vlastně enzymy vypadají?
Enzymy jsou katalyticky aktivní multifunkční bílkoviny, které jsou sestaveny z aminokyselin. Primární struktura bílkoviny je sekvence aminokyselin, zatímco terciární struktura (obr. 1) je globální prostorová struktura polypeptidového řetězce. Tato prostorová struktura je zodpovědná za vazebný mechanismus a katalytickou reakci v tzv. aktivním centru. Katalytická oblast obsahuje různý počet zbytků aktivních aminokyselin a částečně (ne vždy) tzv. kofaktory. Enzymy mohou například katalyzovat acidobazické reakce, otevírat nebo uzavírat kovalentní vazby nebo vyvíjet elektrostatické interakce. To usnadňuje enzymům katalyzovat velmi širokou škálu reakcí. Výsledkem je, že Mezinárodní unie pro biochemii a molekulární biologii (IUBMB) klasifikovala různé enzymy podle typu reakce, kterou vyvolávají. Tato klasifikace vlastně zahrnuje sedm hlavních tříd enzymů, které jsou seskupeny podle tříd EC:
| – EC 1.-.-.-: Oxidoreduktázy
– EC 2.-.-.-: Transferázy – EC 3.-.-.-: Hydrolázy – EC 4.-.-.-: Lyázy |
– EC 5.-.-.-: Isomerasy
– EC 6.-.-.-: Ligázy – EC 7.-.-.-: Translokazy |
Enzymy jako biokatalyzátory nabízejí některé výhody pro udržitelný chemický průmysl, jako jsou mírné reakční podmínky, biologická rozložitelnost, vysoká selektivita, a tudíž nízká tvorba vedlejších produktů. Jsou již široce využívány v potravinářském průmyslu, textilním průmyslu, průmyslu čisticích a pracích prostředků, chemickém průmyslu a farmaceutickém průmyslu. Pro zvýšení udržitelnosti v těchto průmyslových odvětvích se neustále hledají nové enzymy s vlastnostmi šitými na míru. Hlavní důraz je kladen na identifikaci nových enzymů se širokým substrátovým a produktovým spektrem, vysokou stabilitou vůči extrémním teplotám a hodnotám pH a také zvýšenou životností.
Potenciál enzymů a jejich využití v SUSBIND
Enzymy jsou schopny katalyzovat množství různých reakcí. Proto mají podle našeho názoru obrovský potenciál pro využití v různých průmyslových oblastech. Rostoucí znalosti o funkci enzymů a z toho vyplývající možnosti inženýrství a optimalizace těchto enzymů přispějí také k dalšímu zavádění ekonomických procesů založených na enzymech. V rámci projektu SUSBIND jsou enzymy vybírány z různých tříd EC. Tyto enzymy budou použity např. pro modifikaci lipidů a budou dále optimalizovány pomocí proteinového inženýrství.
Autor: Mgr:
Dr.-Ing. Fabian Haitz,
Výzkumný pracovník na
Fraunhoferově institutu pro mezifázové inženýrství a biotechnologii IGB,
https://www.igb.fraunhofer.de/en.html
.