Создан «бионический» фермент с уникальными каталитическими способностями

Создан «бионический» фермент с уникальными каталитическими способностями

Ученые сумели удалить ион железа, скоординированный в молекуле миоглобина, и заменить его на благородный иридий. Искусственный белок оказался способен катализировать реакцию, для которой неизвестно ни одного природного фермента. Об этом сообщает статья, опубликованная журналом Nature.

Небольшой белок миоглобин обеспечивает перенос кислорода в сердце и скелетных мышцах. Как и у гемоглобина крови, связывание кислорода происходит в активном сайте белка – азотсодержащей порфириновой структуре с атомом железа в центре. Это весьма универсальная конструкция, в различных вариациях металлсодержащие порфирины входят в состав молекул, выполняющих множество разнообразных функций.

Эту способность пытаются использовать и для получения эффективных промышленных катализаторов. Некоторые ученые работают над модификациями белковой части таких молекул, другие пытаются выделять и использовать отдельно порфириновые пигменты. Химики из группы профессора Университета Беркли Джона Хартвига (John Hartwig) пошли третьим путем, внося изменения в исходный природный металлопротеиновый комплекс фермента.

Авторам удалось модифицировать гены миоглобина кашалотов, а также цитохрома, другого порфиринсодержащего белка, бактерий Bacillus megaterium. После внесения таких генов в клетки кишечной палочки и культивирования их на обедненной железом среде ученые смогли выделить белковые комплексы, не содержащие порфиринметаллического кофактора: их производство было на порядок выше, чем «побочный» выход белков естественной формы. Это дало им гибкую «платформу» для конструирования ферментов, и химики добавляли к ним множество различных порфиринов с разными металлами, получив десятки потенциально полезных и не существующих в природе биокатализаторов.

Одним из наиболее перспективных авторы называют искусственный белок на основе миоглобина, содержащего атом иридия – благородного металла, который не используется живыми организмами. Они показали, что такой фермент способен катализировать превращение С-Н связей в С-С за счет вставки двухвалентного углерода. Ученым удалось даже получить две формы белка, катализирующие синтез различных энантиомеров конечных хиральных продуктов.

Создание разнообразных биокатализаторов на основе природных ферментов может привести к настоящему прорыву в химической промышленности. Способные работать при нормальной температуре и рН, высокоселективные, они сделают многие промышленно важные химические превращения дешевле, эффективнее и безопаснее для окружающей среды.

Роман Фишман

N+1

Похожие новости:
Впервые удалось разработать бионический глаз
Впервые удалось разработать бионический глаз. Группа австралийских ученых и промышленные дизайнеры опубликовавшем свои последние разработки первого в мире бионического глаза, устройства, которое может помочь тысячам слепых людей вновь обрести зрение. Об этом, сообщили ..
2013-11-23 1733 0 Технология
0
Электропоезд в Китае заряжает аккумулятор за 30 секунд
На сети железных дорог в Китае появляется уникальный электропоезд. Пассажирский поезд, разработан и создан компанией «Наньчэ-Чжучжоу», которая находится в провинции Хунань, он может перевозить до 320 пассажиров и обладает уникальными характеристиками, сообщает «АйтиХак». Его уникальность заключается в том, что ему не требуется стандартный ..
2012-08-15 1644 0 Технология
0
Группы крови сделают совместимыми с помощью специального вещества
Канадские химики создали фермент, способный сделать кровь любой группы потенциально пригодной для переливания. Этот фермент способен срезать антигены с эритроцитов в крови второй (A) и третьей (B) групп, уподобляя ее первой (О) — которую можно без отрицательных последствий для здоровья переливать ..
2015-05-02 1038 0 Технология
1
Медики из Австралии изобрели бионический глаз
Австралийские ученые создали аппаратуру, которая позволит людям, потерявшим зрение, самостоятельно распознавать окружающие предметы и перемещаться в пространстве. Устройство назвали бионическим глазом, сообщает Вести.ru. Как отмечается, бионический глаз включает в себя миниатюрную видеокамеру, закреплённую на очках, ..
2012-09-8 2400 0 Технология
1
Новейший атомный ледокол оснастят незамерзающей навигацией
Российский ледокол нового поколения «Арктика» будет оборудован незамерзающей при температуре минус 50 градусов по Цельсию навигацией. Универсальный атомный ледокол «Арктика» строится на Балтийском заводе по заказу «Росатомфлота». Он будет оборудован уникальными системами обогрева всего комплекса радионавигационного оборудования. «Особенностью ..
2014-07-25 1172 0 Технология
0
В США создали искусственный глаз
В США создали искусственный глаз. Бионический орган дал надежду слепым вернуть себе зрение. Взглянуть на мир одним глазком им будет стоить около €73 тыс. Работа над Argus II, как назвали его создатели, заняла у ученых один год научных исследований. Имплант был выпущен в лаборатории американской ..
2013-02-6 2101 1 Технология
0
Впервые создано искусственное ухо для взрослого человека
Учёные Центрального госпиталя Массачусетса (Massachusetts General Hospital) создали искусственное человеческое ухо, взяв образцы различных тканей у нескольких животных и использовав некоторые скульптурные методики. Бионический орган сохранил необходимую степень гибкости, уверяют разработчики. Искусственное ухо должно ..
2013-08-2 1101 0 Технология
0
Бионический глаз Argus II возвращает зрение
Первый бионический глаз, одобренный для пациентов, может и противоречит научно-фантастическим фантазиям, но он способен вернуть частичное зрение тем, кто является абсолютно слепым. Argus II напоминает футуристические очки, объединенные с глазным имплантатом киборга — система, которая преобразовывает изображение видеокамеры ..
2013-02-18 3189 2 Технология
0
Биоинженерный фермент полностью останавливает рост рака
Злокачественные новообразования растут быстро только при хорошем «питании». Это заставляет онкологов постоянно думать над тем, как бы посадить опухоли на голодный паёк. Зная, что раковые клетки потребляют значительно больше метионина, чем их здоровые экс-родственники, учёные создали новый фермент, способный ..
2012-10-3 954 0 Технология
0
Шлем виртуальной реальности для космонавтов создан в РФ
Аппаратно-программный комплекс виртуальной реальности, обучающий космонавтов ключевым операциям по высадке на другую планету, включающий компактную версию для использования при длительном пребывании на МКС, создан институтом медико-биологических проблем РАН, сообщил директор ИМБП Игорь Ушаков. «В комплексе учтены ..
2013-01-7 1430 0 Технология
0
Создан эко-робот, питающийся бетоном
Демонтаж — это грязное дело. Во время демонтажа много шума, пыли и большие горы строительного мусора. Есть отличная новость!!! Создали роботов, «поедающих» бетон, они смогут свести на нет все вышеописанные проблемы, сообщает telegrafist.net. «Робот, названный ERO, был создан студентом ..
2013-07-18 1520 0 Технология
0
Бионический глаз частично вернул зрение женщине
Наследственный пигментный ретинит начал развиваться у американки Кармен Торрес еще в 18 лет. В 45 она полностью потеряла возможность видеть. Спустя 13 лет, проведенных в полной темноте, женщина может различать контуры объектов благодаря бионическому импланту. Женщина получила имплант Argus II, который ..
2015-08-05 3749 0 Технология
-1
Ученые из США создали универсальный антибиотик
Огромное количество антибиотиков, существующих в мире сегодня, обладают одним общим недостатком - бактерии к ним со временем приспосабливаются. Но теперь, похоже, группе исследователей из Северо-восточного университета Бостона в США во главе с профессором Кимом Льюисом, эту проблему удалось решить, разработав универсальный антибиотик, ..
2013-11-14 1228 0 Технология
0
Нанороботы победили вирус гепатита С
В лабораторных тестах созданные учеными из Университета Флориды "нанороботы" смогли победить вирус гепатита С, который уже инфицировал организм. До сих пор такое лечение было невозможным, и новая технология открывает огромные перспективы для лечения "безнадежных" болезней, таких как рак или вирусные инфекции. Исследователи ..
2012-07-19 1885 2 Технология
0
Белок Альцгеймера станет наноматериалом завтрашнего дня
Бета-амилоидный белок вызывает такие заболевания, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и Крейтцфельдта-Якоба. Но также, амилоид владеет уникальными характеристиками, которые могут помочь разработать новые композиционные материалы для нанопроцессоров и устройств для хранения данных завтрашнего дня, и даже сделать объекты ..
2013-12-18 922 0 Технология
0