Разработан новый устойчивый метод объединения природных ферментов
Ученые разработали новый мощный и устойчивый метод объединения ферментов, обнаруженных в природе, с нетоксичными синтетическими катализаторами для доставки важных химических строительных блоков, необходимых для производства фармацевтических препаратов, а также других ценных химических веществ. Новое исследование описывает использование природных ферментов и нетоксичных катализаторов на основе переходных металлов для формирования органических молекул, создания так называемой амидной связи более эффективным и устойчивым образом.
Амидные связи очень важны как в природных, так и в неприродных молекулах. Все живые организмы состоят из белков, которые удерживаются вместе амидными связями, соединяющими атомы углерода и азота в строительных блоках аминокислот. Амидные связи также присутствуют во многих важных фармацевтических препаратах, которые помогают поддерживать здоровье населения, в агрохимикатах, повышающих урожайность, и в таких материалах, как текстиль.
Традиционные химические процессы, используемые для создания амидных связей, неустойчивы, основаны на невозобновляемых ингредиентах, вредных и расточительных реагентах, а также на опасных растворителях, что приводит к трудностям в очистке и переработке отходов. Чтобы преодолеть эти проблемы, группа ученых разработала новый метод сочетания природных и синтетических катализаторов для решения этих проблем.
Для этого они использовали бактериальные клетки с ферментами, вырабатываемыми внутри. Использование клеток предотвращает контакт ферментов с металлическим катализатором, что может привести к взаимной дезактивации. Это позволяет очень эффективно производить разнообразные и важные амидные продукты в лабораторных условиях при помощи биореакторов и ферментеров.
Главное преимущество метода заключается в том, что процесс можно проводить в воде вместо обычно используемых органических растворителей, которые токсичны, легковоспламеняющиеся, вредны для пользователя и наносят ущерб окружающей среде. Кроме того, большинство существующих методов не являются избирательными, требуют нескольких этапов и приводят к возникновению побочных продуктов. Новый метод решает эти проблемы, предоставляя ценный амидный продукт в чистом и высокопроизводительном едином процессе.
Используя бактериальные клетки с ферментом внутри, ученые наконец смогли преодолеть проблемы совместимости и разработать интегрированный процесс, обеспечивающий более прямой и экологически чистый маршрут. Исследователи предполагают, что такие интегрированные процессы могут революционизировать то, как мы производим молекулы для более устойчивого будущего.
