دانشمندان دانشگاه Würzburg به کمک روش جدیدی توانستند آنزیم levansucrase را به صورت شیمیایی اصلاح کنند. این آنزیم اکنون میتواند پلیمرهای شکری را تولید کند که در صنایع غذایی و دارویی کاربرد دارند.
آنزیم‌ها، ابزارهای طبیعت هستند که به عنوان کاتالیزورهای زیستی، تقریباً به همه واکنش‌های زیست‌شیمیایی در سلول‌های زنده سرعت می‌بخشند. به همین دلیل، مدتی است که از آنزیم‌ها در صنایع شیمیایی گوناگون استفاده می‌شود. برای مثال این آنزیم‌ها در مواد شوینده و پاک‌کننده، خمیر دندان، شامپو، و نیز در غذاها به‌کار برده می‌شوند. آنزیم‌ها هم‌چنین به تولید کاغذ، منسوجات، چرم، داروها، زیست‌سوخت‌ها و دیگر محصولات کمک می‌کنند.
از لحاظ بیوشیمیایی، آنزیم‌ها پروتئین‌هایی هستند که از آمینواسیدهای طبیعی ساخته شده‌اند و یک ساختار سه‌بعدی یا صنعت انطباقی را ایجاد می‌کنند. درست مانند کلیدی که در قفل جای می‌گیرد، هر مولکول خاص نیز وارد یک آنزیم شده و تبدیل به محصول جدیدی می‌شود.
از نظر فنی، امکان تغییر آمینواسیدها در یک آنزیم و نهایتاً تغییر ساختار آن‌ها وجود دارد؛ به طوری که آنزیم بتواند مولکول‌های دیگری را پردازش کند. به این ترتیب، پژوهشگران بریتانیایی به تازگی آنزیمی را به دست آورده‌اند که میتواند PET پلاستیکی را تجزیه کند.
اما در این پژوهش، شیمی‌دانان دانشگاه یولیوس ماکسیمیلیانس وورتسبورگ (JMU) اکنون در انطباق آنزیم‌ها یک قدم فراتر رفته‌اند. یورگن زیبل، استاد شیمی آلی در دانشگاه JMU اظهار کرده است: «ما اینگونه پنداشتیم که اگر بتوان به طور ارادی سطح آنزیم‌های شیمیایی را تغییر داد، چه احتمالات شگفت‌انگیزی به وجود خواهد آمد. سپس واکنشی را طراحی کردیم که در طبیعت به صورت متفاوتی رخ می‌دهد. کشف این مسئله به ما آزادی‌های زیادی در تغییر شکل سطوح آنزیمی می‌دهد.»
همانطور که دانشمندان JMU در مجله Chemical Science گزارش کرده‌اند؛ آن‌ها ابتدا سطح آنزیم levansucrase را بازطراحی کرده‌اند. اکنون، این آنزیم میتواند ساکارز را مستقیماً به پلیمری از واحدهای سازنده فروکتوز تبدیل کند. به عبارتی دیگر، سطح levansucrase تغییر کرده است.
آن‌ها در این خصوص توضیح داده‌اند: «قبلاً نیز چنین سنتزی با levansucrase امکان‌پذیر بوده است، اما آنزیمی که ما اصلاح کرده‌ایم بسیار مؤثرتر عمل می‌کند. نرخ تبدیل این آنزیم در هر ثانیه، اکنون به طور معنی داری بالاتر است. به‌علاوه اینکه، این آنزیم عمدتاً محصول مطلوب را تولید می‌کند و نه محصولات جانبی تصادفی.»
پلیمر فروکتوز را می‌توان به عنوان یک ژل زیستی جهت پیوند بافت‌ها در پزشکی یا در صنایع غذایی استفاده کرد. برای مثال استفاده از این آنزیم به عنوان یک مکمل پروبیوتیک در ماست و غذای کودک بلامانع است. چرا که این پلمیر مانند دیگر ترکیبات شکری میتواند باکتری‌های روده‌ای مشخصی را به عنوان غذا وارد بدن کند و به طور غیرمستقیم اثر ارتقاء دهنده سلامتی روی روده ی انسان به جا بگذارد.
❇️ ترجمه: محمد شجاعیه
☑️ لینک مقاله
☑️ عضویت در زیست فن میکروبی صنعتی محیط زیست
☑️ عضویت در کانال زیست فن
