Miltä entsyymit oikeastaan näyttävät?

Entsyymit ovat katalyyttisesti aktiivisia monitoimisia proteiineja, jotka rakentuvat aminohapoista. Proteiinin primaarirakenne on sen aminohapposekvenssi, kun taas tertiäärirakenne (kuva 1) on polypeptidiketjun globaali avaruudellinen rakenne. Tämä alueellinen rakenne on vastuussa sitoutumismekanismista ja katalyyttisestä reaktiosta niin sanotussa aktiivisessa keskuksessa. Katalyyttinen alue sisältää vaihtelevan määrän aktiivisia aminohappojäännöksiä ja osittain (ei aina) niin sanottuja kofaktoreita. Entsyymit voivat esimerkiksi katalysoida happo-emäsreaktioita, avata tai sulkea kovalenttisia sidoksia tai kehittää sähköstaattisia vuorovaikutuksia. Tämän ansiosta entsyymit voivat katalysoida hyvin monenlaisia reaktioita. Kansainvälinen biokemian ja molekyylibiologian liitto (International Union of Biochemistry and Molecular Biology, IUBMB) on luokitellut eri entsyymit niiden aiheuttaman reaktiotyypin perusteella. Itse asiassa tähän luokitukseen kuuluu seitsemän suurta entsyymiluokkaa, jotka on ryhmitelty EC-luokkien mukaan:

Ensiymit biokatalyytteinä tarjoavat eräitä etuja kestävälle kemianteollisuudelle, kuten leudot reaktio-olosuhteet, biologinen hajoavuus, korkea selektiivisyys ja siten vähäinen sivutuotteiden muodostuminen. Niitä käytetään jo laajalti elintarviketeollisuudessa, tekstiiliteollisuudessa, puhdistus- ja pesuaineteollisuudessa, kemianteollisuudessa ja lääketeollisuudessa. Uusia entsyymejä, joilla on räätälöityjä ominaisuuksia, etsitään jatkuvasti kestävyyden lisäämiseksi näillä teollisuudenaloilla. Pääpaino on sellaisten uusien entsyymien tunnistamisessa, joilla on laaja substraatti- ja tuotespektri, korkea stabiilisuus äärimmäisiä lämpötiloja ja pH-arvoja vastaan sekä pidempi käyttöikä.

Enyymien potentiaali ja sen soveltaminen SUSBINDissä

Ensiymit pystyvät katalysoimaan lukuisia erilaisia reaktioita. Siksi niillä on mielestämme valtava potentiaali käytettäväksi eri teollisuudenaloilla. Lisääntyvä tietämys entsyymien toiminnasta ja siitä johtuvat mahdollisuudet näiden entsyymien suunnitteluun ja optimointiin edistävät myös taloudellisten entsyymipohjaisten prosessien vakiinnuttamista edelleen. SUSBINDissä entsyymit valitaan eri EC-luokista. Näitä entsyymejä käytetään esimerkiksi lipidien modifiointiin, ja niitä optimoidaan edelleen proteiinitekniikan avulla.

Author:

Dr.-Ing. Fabian Haitz,

[email protected]

Tutkijatohtori

Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB,

https://www.igb.fraunhofer.de/en.html

.