Hogyan néznek ki valójában az enzimek?

Az enzimek katalitikusan aktív, többfunkciós fehérjék, amelyek aminosavakból épülnek fel. A fehérje elsődleges szerkezete az aminosavsorrend, míg a tercier szerkezet (1. ábra) a polipeptidlánc globális térszerkezete. Ez a térszerkezet felelős a kötődési mechanizmusért és a katalitikus reakcióért az úgynevezett aktív központban. A katalitikus régió változó számú aktív aminosavmaradékot és részben (nem mindig) úgynevezett kofaktorokat tartalmaz. Az enzimek például sav-bázis reakciókat katalizálhatnak, kovalens kötéseket nyithatnak vagy zárhatnak, illetve elektrosztatikus kölcsönhatásokat alakíthatnak ki. Ez megkönnyíti, hogy az enzimek a reakciók igen széles skáláját katalizálják. Ennek eredményeképpen a Nemzetközi Biokémiai és Molekuláris Biológiai Unió (IUBMB) az általuk kiváltott reakciótípus alapján osztályozta a különböző enzimeket. Tulajdonképpen ez az osztályozás hét fő enzimosztályt foglal magában, amelyeket EC-osztályok szerint csoportosítanak:

Az enzimek mint biokatalizátorok néhány előnyt kínálnak a fenntartható vegyipar számára, mint például az enyhe reakciókörülmények, a biológiai lebonthatóság, a nagy szelektivitás és ezáltal az alacsony melléktermékképződés. Az élelmiszeriparban, a textiliparban, a tisztító- és mosószeriparban, a vegyiparban és a gyógyszeriparban már széles körben alkalmazzák őket. Ezekben az iparágakban a fenntarthatóság növelése érdekében folyamatosan keresik a személyre szabott tulajdonságokkal rendelkező új enzimeket. A fő hangsúly olyan új enzimek azonosításán van, amelyek széles szubsztrát- és termékspektrummal, szélsőséges hőmérsékletekkel és pH-értékekkel szembeni nagyfokú stabilitással, valamint megnövelt élettartammal rendelkeznek.

Az enzimek potenciálja és alkalmazása a SUSBIND-ben

Az enzimek számos különböző reakciót képesek katalizálni. Ezért véleményünk szerint óriási potenciállal rendelkeznek a különböző ipari területeken való felhasználás szempontjából. Az enzimek működésével kapcsolatos ismeretek bővülése és az ebből adódó mérnöki és optimalizálási lehetőségek is hozzájárulnak a gazdaságos enzimalapú folyamatok további meghonosításához. A SUSBIND-en belül az enzimek különböző EC-osztályokból kerülnek kiválasztásra. Ezeket az enzimeket pl. lipidmódosításra fogják alkalmazni, és fehérjemérnökséggel tovább optimalizálják őket.

Author:

Dr.-Ing. Fabian Haitz,

[email protected]

kutató munkatárs

Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB,

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

.