Come sono fatti gli enzimi?

Gli enzimi sono proteine multifunzionali cataliticamente attive che sono costruite da amminoacidi. La struttura primaria di una proteina è la sua sequenza aminoacidica, mentre la struttura terziaria (Figura 1) è la struttura spaziale globale della catena polipeptidica. Questa struttura spaziale è responsabile del meccanismo di legame e della reazione catalitica nel cosiddetto centro attivo. La regione catalitica contiene un numero variabile di residui di aminoacidi attivi e in parte (non sempre) i cosiddetti cofattori. Gli enzimi possono, per esempio, catalizzare reazioni acido-base, aprire o chiudere legami covalenti o sviluppare interazioni elettrostatiche. Questo facilita gli enzimi a catalizzare una gamma molto ampia di reazioni. Come risultato, l’Unione Internazionale di Biochimica e Biologia Molecolare (IUBMB) ha classificato diversi enzimi in base al tipo di reazione che inducono. Attualmente, questa classificazione comprende sette grandi classi di enzimi che sono raggruppati per classi EC:

Gli enzimi come biocatalizzatori offrono alcuni vantaggi per un’industria chimica sostenibile, come condizioni di reazione delicate, biodegradabilità, alta selettività e quindi bassa formazione di sottoprodotti. Sono già ampiamente utilizzati nell’industria alimentare, nell’industria tessile, nell’industria della pulizia e dei detergenti, nell’industria chimica e nell’industria farmaceutica. Nuovi enzimi con proprietà su misura sono costantemente ricercati per aumentare la sostenibilità in questi rami dell’industria. L’obiettivo principale è l’identificazione di nuovi enzimi con un ampio spettro di substrati e prodotti, un’alta stabilità contro temperature e valori di pH estremi e una maggiore longevità.

Potenziale degli enzimi e la sua applicazione in SUSBIND

Gli enzimi sono in grado di catalizzare una moltitudine di reazioni diverse. Pertanto, a nostro avviso, hanno un enorme potenziale di utilizzo in vari settori industriali. La crescente conoscenza della funzione degli enzimi e le conseguenti possibilità di ingegnerizzazione e ottimizzazione di questi enzimi contribuiranno anche all’ulteriore creazione di processi economici basati sugli enzimi. All’interno di SUSBIND, gli enzimi sono selezionati da diverse classi EC. Questi enzimi saranno applicati ad esempio per la modifica dei lipidi e saranno ulteriormente ottimizzati dall’ingegneria proteica.

Autore:

Dr.-Ing. Fabian Haitz,

[email protected]

Ricerca associata presso

Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB,

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