Utveckling av konstgjorda enzymer

Plattformen för katalysverktyget består av en proteinkedja där sammansättningen av aminosyror, som är byggstenarna, är den samma som i befintliga proteiner men där aminosyrorna har länkats ihop i annan ordning för att skapa nya funktioner, så kallad de novo design. Proteinkedjan veckar ihop sig och bildar en komplex tredimensionell struktur. Proteinkedjorna är designade så att respektive enzym kan katalysera olika biokemiska reaktioner som sker naturligt i kroppen, bland annat den nyckelprocess, transaminering, som bildar och bryter ner aminosyror i kroppen. Katalysatorerna som är utvecklade och beskrivs avhandlingen snabbar på reaktionerna upp till 10 000 gånger.

Malin Allert beskriver i sin avhandling designen av två typer av konstgjorda enzymer där hon har lyckats härma de naturliga enzymernas egenskaper genom att skapa attraktion mellan de reagerande molekylerna och det konstgjorda enzymet. Speciellt spännande är att i den reaktionen som bryter ner aminosyror där har Malin Allert lyckats att skapa attraktion mellan de reagerande molekylerna och det konstgjorda enzymet och kunnat fastställa att molekylerna under omvandlingsprocessen fortfarande attraheras till det konstgjorda enzymet. Detta är det första rapporterade konstgjorda enzymet
som bryter ner aminosyror där man har kunnat visa på att molekylerna under
omvandlingsprocessen binder till katalysatorn utan kemiska bindingar.

Varför vill man kunna göra nya enzymer? De enzymer som finns i naturen katalyserar bara vissa reaktioner och då enzymer är det mest effektiva och selektiva katalysatorer vi känner till, är det en bra utgångspunkt att försöka förstå och härma dem. Om man har förståelsen för hur enzymerna fungerar så kan man utveckla konstgjorda enzymer för specifika nya reaktioner, till exempel för produktion av ett läkemedel, bryta ner oönskade
ämnen eller bilda önskade ämnen i kroppen då många sjukdomar uppstår på
grund av obalans av ett eller flera ämnen. En annan fördel med denna typ av katalysatorer är att reaktionerna utförs i vatten istället för i mer
traditionella organiska lösningsmedel vilket är en viktig miljöaspekt i
dagens samhälle.

Människan har länge varit fascinerad av enzymernas fantastiska effektivitet
och många forskargrupper runt om i världen är involverade i att försöka
härma och förstå enzymernas funktion och effektivitet för att göra nya
katalysatorer. Enzymer är en typ av protein som snabbar på och reglerar
olika reaktioner i alla levande organismer. De egenskaper som karaktäriserar enzymerna är att de oftast har en ficka i sin struktur, ett så kallat aktivt säte, där de binder in de molekyler som de ska utföra reaktioner med och att
dessa molekyler befinnner sig i denna ficka under reaktionens gång och när
sedan reaktionen är färdig så släpps produktmolekylerna ut.

—

Malin Allert, Institutionen för kemi disputerar för att avlägga filosofie
doktorsexamen i kemi med inriktning organisk kemi vid Göteborgs univeristet, med avhandlingstiteln “Exploring non-covalent interactions in the design of
four-helix bundle catalysts for the decarboxylation and transamination
reactions” fredagen den 5 april kl 13.15. Disputationen äger rum i
föreläsningssalen KC, Kemigården 4, Göteborgs universitet och Chalmers
tekniska högskola.

Pressmeddelandet kan även läsas på Internet:
http://www.science.gu.se/press/2002/malin_allert.shtml

Malin Allert
Göteborgs universitet
Institutionen för kemi, organisk kemi
Telefon: 031-772 2905
E-post malin.allert@organic.gu.se

Tanja Thompson, Informatör
Göteborgs universtitet
Fakultetskansliet för naturvetenskap
Box 460, 405 30 Göteborg,
Telefon: 031-773 4857
E-post: tanja.thompson@science.gu.se