Bakterite torkamine hüdroksüülivaks benseeniks

Bakterite kasutamine biotehnoloogias (Juuli 2019).

Anonim

Nagoja ülikooli teadlased kasutavad E. coli bensiini konverteerimiseks fenooliks, lihtsustades tavapärastel meetoditel raskeid keemilisi reaktsioone

Lab-keemia keemiliste süsiniku-vesiniksideme sidemete lõhkumine on keemiatööstuses tuntud, kuid loodus teeb seda vaevata. Nüüd on teadlased kasutanud E.coli baktereid C-H sidemete oksüdeerimiseks benseenis fenooli saamiseks koos geneetiliselt sisestatud ensüümiga (tsütokroom P450BM3), mis algselt arenesid teiste molekulide, pika ahelaga rasvhapete sihtmärgiks.

Ensüümide saamine uudsete reaktsioonide tegemiseks - efektiivselt elusrakkude biokeemia kaaperdamine meie endi jaoks - on üldiselt keeruline, mis hõlmab karmaid tingimusi või ensüümide geneetilisi muutusi.

Kuid Nagoya ülikooli teadlased tegid selle ümber, kasutades "peibutamise" molekule, mis jäljendavad looduslikult esinevate ensüümide looduslikke sihtmärke (substraate) soovitud reaktsiooni aktiveerimiseks.

Nagu Angewandte Chemie International Editioni andmetel, lõi uurimisrühm aminohapete põhjal ühendatud nimetusega C7-Pro-Phe. See pehme molekul sarnaneb rasvhapetega, mida metaboliseerub E.coli. Sisestage peibutussüsteem E.coli rakku ja see määratakse rasvhapetena valesti, käivitades sisestatud P450 ensüümi aktiveerimise. Nüüd paku benseeni (C6H6) ja bakterid on hõivatud, oksüdeerides C6H6 kuni C6H6O (fenool). Tavalisele laborikomplektile pole vajadust - elavad rakud võivad keerulist keemiat rääkida vaikselt ja efektiivselt.

"Meie süsteemi eeliseks on see, et C7-Pro-Phe saab hõlpsasti ära võtta bakterid, kus see aktiveerib rakus P450BM3, mis tegelikult muudab iga bakter tervete rakkude biokatalüsaatoriks, " selgitab esimene autor Masayuki Karasawa. "Rakk on biokeemilise reaktsiooni jaoks optimaalne seade, mis muudavad tegelikult ensüümi aktiivse saidi, andes meile kontrolli reaktsiooni aspektide üle, näiteks stereoselektiivsuse."

Vajalik on ainult glükoosi varustamine, mida saab taaskasutada jäätmetest, et toita E.coli.

Kuna E.coli ekspresseerib looduslikult esinevat, mitte geneetiliselt muundatud ensüümi varianti, on tõenäoline, et ka teisi baktereid saab selle töö tegemiseks modifitseerida sama geeniga. Peale selle võivad erinevad peibud sobida erinevatele substraatidele või bakteritele. "Kombineeritud sõeluuringute ja mutageneesi kombineeritud programm võib luua bakterite abil tervete rakkude reaktsioonide jaoks mitmekülgse vahendi, " räägib kaasautor Osami Shoji.

menu
menu