A tudósok feltárják a fényvezérelt enzim szerkezetét a lehetséges bioüzemanyagok alkalmazásával

Bár sok organizmus megragadja a napfényt és reagál rá, az enzimeket – a biokémiai reakciókat katalizáló fehérjéket – ritkán irányítja a fény. A tudósok eddig csak háromféle természetes fotoenzimet azonosítottak. A legújabb, amelyet 2017-ben fedeztek fel, a zsírsav-fotokarboxiláz (FAP).

A fényvezérelt enzim a mikroszkopikus algákból származik, a kék fényt használva katalizálja a zsírokban és olajokban található zsírsavak alkánokká és alkénekké történő átalakulását. “Egyre több laboratórium tervez FAP-okat használni a zöld kémiai alkalmazásokhoz, mivel az alkánok és az alkének az oldószerek és üzemanyagok, köztük a benzin és a sugárhajtású üzemanyagok fontos alkotóelemei. A zsírsavak alkánokká vagy alkénekké történő átalakulása az enzimen belül egyetlen lépésben történik “- mondja Martin Weik, a Grenoble Alpes Egyetemen működő Biologie Structurale Intézet kutatócsoportjának vezetője. Weik egy új tanulmány elsődleges kutatója, amely megragadta az FAP strukturális változásainak komplex szekvenciáját a fényre adott válaszként, az úgynevezett fotociklust, amely hajtja ezt a zsírsav-átalakulást. Bár a kutatók korábban FAP fotociklust javasoltak, az alapvető mechanizmust nem értették.

A tudósok nem tudták, mennyi időbe telik egy zsírsavnak, hogy elveszítse karboxilátját, amely kémiai csoport a hosszú szénhidrogénlánc végéhez kapcsolódik, ami kritikus lépés az alkének vagy alkánok képződésében. Az SLAC tudósaival együttműködve az Energiaügyi Minisztérium SLAC Nemzeti Gyorsító Laboratóriumában a Linac koherens fényforráson (LCLS) végzett kísérletek segítettek megválaszolni ezeket a kiemelkedő kérdéseket. A kutatók a Science-ben írták le eredményeiket. Az olyan fényérzékeny enzim megértése érdekében, mint az FAP, a tudósok sokféle technikát alkalmaznak az időskálákon végbemenő folyamatok tanulmányozására.

Vélemény, hozzászólás?