Marie Rousseau Concevoir des enzymes pour effectuer des réactions introuvables dans la mother nature peut relever des défis de longue date dans le monde de la chimie synthétique, tels que la transformation d’huiles végétales en produits biochimiques utiles.
Une équipe de chercheurs a développé une stratégie straightforward mais puissante pour créer de nouvelles enzymes avec une nouvelle réactivité qui peuvent produire des composés chimiques précieux.
L’étude, publiée dans Mother nature Catalysis, a été dirigée par Xiaoqiang Huang, un ancien chercheur postdoctoral du Département de génie chimique et biomoléculaire (ChBE) de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign et du Centre for Superior Bioenergy and Bioproducts Innovation (CABBI), une entreprise américaine Centre de recherche sur la bioénergie financé par le Département de l’énergie. Huang, actuellement professeur adjoint à l’Université de Nanjing en Chine, a effectué ce travail dans le laboratoire du professeur ChBE Huimin Zhao, responsable du thème de conversion du CABBI et affilié à l’Institut Carl R. Woese de biologie génomique (IGB).
Dans l’étude, la lumière obvious a été utilisée pour exciter une enzyme cétoréductase modifiée, permettant une réaction biocatalytique nouvelle dans la character connue sous le nom d’addition conjuguée radicalaire asymétrique, qui est extrêmement difficile à réaliser par catalyse chimique.
Les catalyseurs sont des substances utilisées pour accélérer les réactions chimiques. Dans les organismes vivants. Les scientifiques ont commencé à utiliser la biocatalyse pour synthétiser des composés précieux, car or truck sa haute sélectivité leur permet de déployer des enzymes pour agir sur des substrats spécifiques et créer des produits cibles. Un autre avantage est que les réactions enzymatiques sont hautement durables. Ils sont relativement peu coûteux, consomment peu d’énergie et causent des dommages minimes à l’environnement, contrairement aux catalyseurs chimiques, qui nécessitent généralement des solvants organiques, de la chaleur et une pression élevée pour fonctionner.
pour produire une nouvelle réactivité enzymatique. Dans une étude précédente.
Grâce à l’illumination et à l’évolution de la kétoréductase, l’équipe a réalisé une addition de conjugué radicalaire biocatalytique énantiosélective de style Giese pour transformer les acides gras en esters α-chiraux, a déclaré Zhao.
est préférentiellement produit dans une réaction chimique. La chiralité est une caractéristique fondamentale des composés organiques, qui affect grandement les propriétés des molécules, et ses implications sont énormes dans de nombreux domaines, notamment la biologie, la médecine et la science des matériaux. Par exemple, la stéréochimie diversifiée des molécules organiques (l’arrangement spatial des atomes et son effet sur les réactions chimiques) non seulement améliore considérablement la richesse du monde biologique, mais joue également un rôle profond dans de nombreuses activités biologiques telles que la conversation moléculaire, a-t-il déclaré..
le sorgho et la canne énergétique au lieu du pétrole. La nouvelle transformation biocatalytique pourrait utiliser les acides gras que CABBI génère à partir de ces plantes comme matières premières pour synthétiser des bioproduits à valeur ajoutée – tels que des ingrédients pour des savons ou des produits de soins de la peau – de manière respectueuse de l’environnement.
a déclaré Zhao. “Les enzymes sont les bêtes de somme de la synthèse biologique des carburants et des produits chimiques à partir de la biomasse renouvelable.
“L’un des principaux changements scientifiques dans la recherche sur la conversion du CABBI, ou la recherche sur la bioénergie en général, est le manque d’enzymes connues avec l’activité et la spécificité de substrat souhaitées pour la synthèse de carburants et de produits chimiques cibles. Par conséquent, il est urgent de développer de nouveaux des stratégies pour découvrir ou concevoir des enzymes avec l’activité ou la réactivité souhaitée. »
Les co-auteurs de l’étude comprenaient le boursier postdoctoral CABBI Guangde Jiang de ChBE Wesley Harrison du CABBI, un Ph.D. candidat au ChBE et à l’IGB Jianqiang Feng et Binju Wang de l’Université de Xiamen, Chine et Jiawen Cui, Xin Zang et Jiahai Zhou de l’Institut de chimie organique de Shanghai, Chine. Zhou est également affilié à l’Académie chinoise des sciences de l’Institut de technologie avancée de Shenzhen, en Chine.
