بیوتکنولوژی میکروبی

تبدیل بنزن به فنول به کمک باکتری E. coli

محققان دانشگاه Nagoya ژاپن از باکتری E. coli برای تبدیل بنزن به فنول و ساده کردن یک واکنش شیمیایی که با روش‌های مرسوم مشکل است، استفاده کرده‌اند.


شکستن اتصالات کربن و هیدروژن در آزمایشگاه شیمی بسیار دشوار است، اما طبیعت همچنان آن را بدون سختی انجام می‌دهد. اکنون، دانشمندان از باکتری E. coli برای اکسیده کردن اتصالات C-H در بنزن با هدف تولید فنول استفاده می‌کنند. این کار به کمک یک آنزیم با منشأ تولید ژنتیکی با نام سیتوکروم P450BM3 انجام می‌شود. این آنزیم به‌طور طبیعی برای هدف قرار دادن مولکول‌های دیگر ازجمله اسیدهای چرب بلند زنجیر، استفاده می‌شود.

وادار ساختن آنزیم‌ها به انجام واکنش‌های جدید یعنی ربودن مؤثر بیوشیمی سلول‌های زنده به نفع اهداف شخصی، به‌طور کلی با تحمیل شرایط سخت یا تغییر ژنتیکی در آن‌ها همراه است.

اخیراً، محققان در دانشگاه Nagoya ژاپن با استفاده از مولکول‌های تله پیرامون این موضوع کار را انجام داده‌اند، که رفتار پیش‌ماده یا سوبسترا در آنزیم‌های با منشأ طبیعی را تقلید می‌کنند تا واکنش دلخواه را فعال نمایند.

همانطور که در AngewandteChemie International Edition گزارش شده است، این تیم تحقیقاتی یک ترکیب C7-Pro-Phe دوبله شده بر مبنای آمینواسید را ساخته‌اند، که شبیه به اسیدهای چربی است که E. coli متابولیزه می‌کند. در این فرآیند، مولکول تله به سلول E. coli وارد شده و اشتباهاً به عنوان اسید چرب شناسایی می‌شود. سپس می‌تواند فعالیت آنزیم p450 تولید شده را راه‌اندازی کند. اکنون بنزن با فرمول شیمیایی C۶H۶ عرضه می‌گردد و باکتری مشغول به اکسیده کردن C۶H۶ به C۶H۶O یا همان فنول می‌شود. بدون نیاز به کیت‌های آزمایشگاهی معمول، سلول‌های زنده می‌توانند عملیات شیمیایی پیچیده را سریع و مؤثر انجام دهند.

نویسنده اول این پژوهش -ماسایوکی کاراساوا- بیان کرده است: «مزیت سیستم ما در این است که C7-Pro-Phe می‌تواند به سادگی توسط باکتری جذب شود و P450BM3 را درون سلول فعال کند.این موضوع به‌طور مؤثری هر باکتری را به یک بیوکاتالیست تمام سلولی تبدیل می‌کند. سلول یک سیستم بهینه برای واکنش بیوشیمیایی است. مولکول‌های تله در حقیقت جایگاه فعال آنزیم‌ها را تغییر می‌دهند و به ما قدرت لازم را جهت کنترل جنبه‌های واکنش مثل کلیشه انتخاب‌گری (stereoselectivity) ارائه می‌کنند.»

تمامی آنچه به عنوان تغذیه باکتری E. coli نیاز است، توسط گلوکز که می‌تواند از مواد دفعی بازیافت شود، تأمین می‌گردد. با وجود تولید طبیعی نوعی از آنزیم که توسط E. coli بیان می‌شود، احتمال دارد که بتوان دیگر باکتری‌ها را هم با ژن‌های مشابهی اصلاح کرد تا همین کار را انجام دهند.

علاوه بر این، تله‌های متفاوت می‌توانند برای سوبستراها یا باکتری‌های مختلف مناسب باشند. نویسنده همکار -اوسامی شوجی- افزوده است: «یک برنامه ترکیبی از غربالگری تله و ایجاد تغییرات، می‌تواند یک جعبه ابزار تطبیق‌پذیر برای واکنش‌های تمام سلولی با استفاده از باکتری فراهم کند.»

❇️ ترجمه: آزاده داودی

☑️ لینک مقاله
☑️ عضویت در زیست فن میکروبی صنعتی محیط زیست
☑️ عضویت در کانال زیست فن

Rate this post
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن