Νέα μέθοδος σύνθεσης μιμείται τον τρόπο που οργανικά μόρια σχηματίστηκαν στην αυγή της ζωής πάνω στη Γη

150923083427_1_540x360

Ερευνητές από το Ινστιτούτο προηγμένης χημείας της Καταλονίας, με την υποστήριξη της Υπηρεσίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού του πανεπιστημίου της Βαρκελώνης, έχουν αναπτύξει μια μέθοδο για την επιλεκτική σύνθεση οργανικών μορίων, μέσω συναρμολόγησης απλών μορίων με τη χρήση ενός ενζύμου από το βακτήριο E. coli με το όνομα D-φρουκτόζη-6-φωσφορική αλδολάση, το οποίο δρα ως καταλύτης.

Αυτή είναι μια σημαντική ανακάλυψη, δεδομένου ότι αναπαράγει το σχηματισμό των υδατανθράκων σε συνθήκες που μοιάζουν με αυτές από τις οποίες πιθανώς να ξεκίνησε η ζωή στη Γη (προβιοτικές συνθήκες) και επειδή επιτρέπει τη δημιουργία σχετικά μεγάλων οργανικών μορίων επιλεκτικά και αποτελεσματικά. Επίσης η νέα αυτή μέθοδος, είναι μια διαδικασία μερικών βημάτων, η οποία δεν χρησιμοποιεί οργανικούς διαλύτες και δεν παράγει καθόλου απόβλητα και έχει μεγάλες δυνατότητες στη χημεία, ιδιαίτερα στη δημιουργία μορίων που χρησιμοποιούνται στα φάρμακα, συμπληρώματα κ.α.

Το ένζυμο που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύθηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση Nature Chemistry, ανακαλύφθηκε το 2001 και η φυσιολογική λειτουργία του στο βακτήριο E.coli είναι ακόμα άγνωστη. Θεωρείται ότι είναι ένα προγονικό ένζυμο και ότι είναι ενεργό πολύ πριν από ένα ευρύ φάσμα άλλων ενώσεων. Αυτό που εξέπληξε τους ερευνητές είναι ότι πρόκειται για μια πολύ ελατό ένζυμο, όπου με ένα μικρό αριθμό γενετικών μεταλλάξεων στο ένζυμο, η καταλυτική του ικανότητα μπορεί να διαμορφωθεί και να αυξηθεί σημαντικά. Είναι αυτό που επιτρέπει στο ένζυμο να προσαρμόζεται προσεκτικά, ώστε να συνθέτει αρκετά μόρια κατά βούληση.

Ο μεταβολισμός των υδατανθράκων στους ζωντανούς οργανισμούς είναι μια σύνθετη διαδικασία που διαμορφώθηκε από εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης. Δεν είναι εύκολο να πραγματοποιηθούν αυτές οι διαδικασίες σε φιάλη, είτε με τη συναρμολόγηση των ενζύμων που συμμετέχουν στη διαδικασία ή με το χειρισμό των μεταβολικών οδών των ζωντανών οργανισμών. Ούτε είναι απλό να συντεθούν υδατάνθρακες με συμβατικές χημικές μεθόδους, οι οποίες απαιτούν πολλά στάδια και τη χρήση οργανικών διαλυτών.

«Με τη νέα αυτή μέθοδο, θέλαμε να δείξουμε ότι τα εργαλεία της βιοκατάλυσης επιτρέπουν την σύνθεση πολύπλοκών μορίων από προηγούμενα απλούστερα, τα οποία είναι τα ίδια με αυτά που χρησιμοποιούνται στη φύση», ανέφερε στη μελέτη ο Pere Clapés επικεφαλής της μελέτης. « Εκατομμύρια χρόνια τώρα, οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν σφυρηλατήσει τις ίδιες μεταβολικές στρατηγικές για την σύνθεση των υδατανθράκων που χρειάζονται για να επιβιώσουν. Η μέθοδος που χρησιμοποιήσαμε είναι απλή και μιμείται τον προβιοτικό σχηματισμό των υδατανθράκων από ενώσεις που ήταν πιθανώς παρόντες πριν από την εμφάνιση της ζωής».

Παραπομπές

Η μελέτη – Asymmetric assembly of aldose carbohydrates from formaldehyde and glycolaldehyde by tandem biocatalytic aldol reactions

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *