Enzim Bertenaga Asam Boronat Menghasilkan Katalisis Terobosan

- Redaksi

Jumat, 17 Mei 2024

facebook twitter whatsapp telegram line copy

URL berhasil dicopy

facebook icon twitter icon whatsapp icon telegram icon line icon copy

URL berhasil dicopy

Para ilmuwan telah menciptakan enzim yang menggabungkan asam boronat, yang meningkatkan kekuatan katalitik dan selektivitasnya melalui evolusi terarah, sehingga menawarkan alternatif yang lebih berkelanjutan dibandingkan reaksi kimia tradisional. Inovasi ini tidak hanya mempercepat katalisis tetapi juga mencapai enansioselektivitas tinggi, yang penting untuk menghasilkan molekul kiral yang dibutuhkan dalam bidang farmasi.

Boronik kecut telah digunakan dalam kimia organik selama beberapa dekade, meskipun tidak ditemukan pada organisme hidup mana pun.

'Hal ini menimbulkan reaksi kimia yang berbeda dari yang kita temukan di alam,' jelas Gerard Roelfes, Profesor Kimia & Katalisis Biomolekuler di Universitas Groningen. Kelompoknya menciptakan enzim dengan asam boronat sebagai pusat reaktifnya dan kemudian menggunakan evolusi terarah untuk membuatnya lebih selektif dan meningkatkan kekuatan katalitiknya.

Ini adalah Gerard Roelfes, Profesor Kimia & Katalisis Biomolekuler di Universitas Groningen dan penulis utama makalah Nature. Kredit: Universitas Groningen

Selain itu, reaksi enzimatik lebih berkelanjutan dibandingkan reaksi kimia klasik karena berlangsung pada suhu rendah dan tanpa pelarut beracun. Studi ini disajikan secara online di jurnal Alami pada tanggal 8 Mei.

Penerapan boron dalam kimia organik sudah ada sejak tujuh puluh tahun yang lalu dan dianugerahi Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1979. Dalam beberapa tahun terakhir, minat terhadap boron sebagai katalis telah meningkat, namun penggunaannya dalam industri kimia masih terbatas. Roelfes: 'Sejauh ini, katalisis boron terlalu lambat dan tidak cocok untuk reaksi enansioselektif.'

Jenis reaksi ini digunakan untuk membuat molekul kiral, yang dapat ada dalam dua versi yang merupakan bayangan cermin satu sama lain, seperti versi kiri dan kanan. Dengan banyaknya obat, kedua 'tangan' tersebut dapat memberikan efek yang berbeda. Oleh karena itu, penting untuk selektif dalam memproduksi 'tangan' yang tepat, terutama bagi industri farmasi.

Kode genetik yang diperluas

'Untuk mewujudkan hal ini, kami mulai memasukkan boron ke dalam enzim. Kelompok kami memiliki sejarah panjang dalam merancang enzim yang tidak ada di alam.' Kelompok Roelfes menggunakan kode genetik yang diperluas untuk memasukkan asam amino non-alami yang mengandung gugus asam boronat reaktif ke dalam enzim. 'Dengan menggunakan teknik ini, kita dapat menentukan kapan DNA tingkat di mana kita menempatkan asam amino dalam protein.'

Penyisipan Boron ke dalam Enzim

Ini adalah representasi skematis tentang bagaimana ahli kimia Universitas Groningen memperkenalkan asam amino buatan yang mengandung boron ke dalam enzim. Kredit: Roefels Lab / Universitas Groningen

Setelah mereka menciptakan enzim dengan asam boronat sebagai pusat reaktifnya, mereka dapat menggunakan evolusi terarah untuk meningkatkan efisiensinya, sehingga menghasilkan katalisis yang lebih cepat. 'Lebih jauh lagi, dengan menempatkan asam boronat dalam konteks kiral suatu enzim, kami mampu mencapai katalisis yang sangat enansioselektif.' Reaksi yang dijelaskan dalam jurnal Nature adalah 'bukti prinsip' dan menunjukkan bagaimana memanfaatkan kekuatan katalitik boron dalam enzim.

Biokatalisis

Penggunaan enzim untuk membuat senyawa organik penting bagi industri farmasi.

'Dalam upaya mereka menuju cara memproduksi obat-obatan yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan, mereka mencari biokatalisis untuk menggantikan reaksi kimia konvensional.' Di Universitas Groningen, upaya bersama sedang dilakukan untuk mencapai tujuan ini. 'Kami memiliki sejumlah kelompok penelitian di Fakultas Sains dan Teknik yang terlibat dalam pekerjaan semacam ini, menggunakan pendekatan berbeda untuk menciptakan solusi biokatalitik bagi industri kimia.' Dalam konteks ini, Roelfes dan timnya akan terus mengembangkan enzim asam boronat dan menciptakan enzim baru lainnya.

Referensi: “Katalisis boron dalam enzim perancang” oleh Lars Longwitz, Reuben B. Leveson-Gower, Henriëtte J. Rozeboom, Andy-Mark WH Thunnissen dan Gerard Roelfes, 8 Mei 2024, Alami.
DOI: 10.1038/s41586-024-07391-3

NewsRoom.id

Berita Terkait

Tiga jurnalis Palestina meninggal Syahid, korban meninggal hingga 251
Para ilmuwan baru saja menemukan cara untuk mensimulasikan alam semesta di laptop
Beberapa makanan jamur ajaib memiliki nol psilocybin – hanya sampah yang masih membuat Anda tinggi
Tidur yang hilang mungkin membuat racun berbahaya bersembunyi di otak
Anak -anak dan wanita yang terluka di serangan udara Israel di Lebanon Selatan
Biomarker baru dapat mendeteksi Alzheimer bertahun -tahun sebelum gejala muncul
Gugatan Ai Tesla 'Blade Runner 2049' baru saja mencapai hambatan yang menarik
Secondhand adalah arus utama karena lebih banyak pembeli beralih ke barang bekas dan dijual kembali secara online

Berita Terkait

Selasa, 16 September 2025 - 20:58 WIB

Tiga jurnalis Palestina meninggal Syahid, korban meninggal hingga 251

Selasa, 16 September 2025 - 19:56 WIB

Para ilmuwan baru saja menemukan cara untuk mensimulasikan alam semesta di laptop

Selasa, 16 September 2025 - 17:51 WIB

Beberapa makanan jamur ajaib memiliki nol psilocybin – hanya sampah yang masih membuat Anda tinggi

Selasa, 16 September 2025 - 15:47 WIB

Tidur yang hilang mungkin membuat racun berbahaya bersembunyi di otak

Selasa, 16 September 2025 - 15:16 WIB

Anak -anak dan wanita yang terluka di serangan udara Israel di Lebanon Selatan

Selasa, 16 September 2025 - 11:08 WIB

Gugatan Ai Tesla 'Blade Runner 2049' baru saja mencapai hambatan yang menarik

Selasa, 16 September 2025 - 09:04 WIB

Secondhand adalah arus utama karena lebih banyak pembeli beralih ke barang bekas dan dijual kembali secara online

Selasa, 16 September 2025 - 08:01 WIB

Arkeolog menghancurkan mitos “man the hunter” di situs pemakaman zaman batu

Berita Terbaru