{"id":94287,"date":"2021-09-02T07:12:00","date_gmt":"2021-09-02T05:12:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=94287"},"modified":"2021-08-30T14:47:01","modified_gmt":"2021-08-30T12:47:01","slug":"das-verstandnis-der-enzymevolution-ebnet-den-weg-fur-die-grune-chemie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/das-verstandnis-der-enzymevolution-ebnet-den-weg-fur-die-grune-chemie\/","title":{"rendered":"Das Verst\u00e4ndnis der Enzymevolution ebnet den Weg f\u00fcr die gr\u00fcne Chemie"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Forscher der Universit\u00e4t Bristol haben gezeigt, wie die Evolution im Labor hocheffiziente Enzyme f\u00fcr neuartige Reaktionen hervorbringen kann, die neue und umweltfreundlichere Wege zur Herstellung von Medikamenten und anderen Chemikalien er\u00f6ffnen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Wissenschaftler haben bisher mit Hilfe von Computern Proteinkatalysatoren von Grund auf neu entworfen, die jedoch weit weniger leistungsf\u00e4hig sind als nat\u00fcrliche Enzyme. Um ihre Leistung zu verbessern, kann eine Technik namens Laborevolution eingesetzt werden, bei der die amerikanische Chemieingenieurin Frances Arnold Pionierarbeit leistete und f\u00fcr die sie 2018 den Nobelpreis erhielt. Die gerichtete Evolution imitiert die nat\u00fcrliche Selektion und erm\u00f6glicht es Wissenschaftlern, die Macht der Biologie zu nutzen, um die F\u00e4higkeit von Proteinen zu verbessern, Aufgaben wie die Katalyse einer bestimmten chemischen Reaktion auszuf\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

Doch obwohl das Forscherteam vor kurzem die Laborevolution genutzt hatte, um ein entwickeltes Enzym um mehr als das 1.000-fache zu verbessern, war nicht bekannt, wie die Evolution seine Aktivit\u00e4t steigert. Bis jetzt.<\/p>\n\n\n\n

Der Hauptautor Professor Adrian Mulholland von der School of Chemistry in Bristol sagte: “Die Evolution kann Katalysatoren viel aktiver machen. Das Problem ist, dass die Evolution auf r\u00e4tselhafte Weise funktioniert: Mutationen, die scheinbar die Katalyse verbessern, beinhalten oft Ver\u00e4nderungen in Aminos\u00e4uren, die weit von der aktiven Stelle entfernt sind, an der die Reaktion stattfindet”.<\/p>\n\n\n\n

“Wir wollten verstehen, wie die Evolution ineffiziente Designer-Biokatalysatoren in hochaktive Enzyme verwandeln kann”, sagt der Erstautor der Studie, Dr. Adrian Bunzel.<\/p>\n\n\n\n

Das internationale Forscherteam aus Bristol, der ETH Z\u00fcrich und der University of Waikato (NZ) hat dazu molekulare Computersimulationen eingesetzt. “Diese zeigen, dass die Evolution die Art und Weise ver\u00e4ndert, wie sich das Protein bewegt – seine Dynamik. Einfach ausgedr\u00fcckt: Die Evolution ‘stimmt’ die Flexibilit\u00e4t des gesamten Proteins ab”, f\u00fcgte er hinzu.<\/p>\n\n\n\n

Das Team identifizierte auch das Netzwerk von Aminos\u00e4uren im Protein, das f\u00fcr diese “Abstimmung” verantwortlich ist. Diese Netzwerke umfassen Teile des Proteins, die durch die Evolution ver\u00e4ndert werden.<\/p>\n\n\n\n

Dr. Bunzel sagte: “Nach der Evolution scheint das gesamte Protein zusammenzuarbeiten, um die Reaktion zu beschleunigen. Das ist wichtig, denn wenn wir Enzyme entwerfen, konzentrieren wir uns oft nur auf die aktive Stelle und vergessen den Rest des Proteins.”<\/p>\n\n\n\n

Prof. Mulholland f\u00fcgte hinzu: “Diese Art der Analyse k\u00f6nnte dazu beitragen, effektivere ‘de novo’-Enzyme f\u00fcr Reaktionen zu entwickeln, die wir bisher nicht anvisieren konnten.”<\/p>\n\n\n\n

Die in Nature Chemistry<\/em> ver\u00f6ffentlichte Forschungsarbeit zeigt, wie die Evolution Designer-Enzyme leistungsf\u00e4higer macht und den Weg zu ma\u00dfgeschneiderten Katalysatoren f\u00fcr die gr\u00fcne Chemie ebnet.<\/p>\n\n\n\n

Die Forscher werden ihre Erkenntnisse nun dazu nutzen, neue Proteinkatalysatoren zu entwickeln.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber chemie.de<\/a> <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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