22. oktober 2009

Ren natur med kunstige enzymer

Skræddersyet enzym kan erstatte kras kemi

Af Jes Andersen


Enzymer har potentialet til at gøre stærkt forurenende industriprocesser langt mere skånsomme. Men hidtil har man i kemisk industri kun haft enzymer til en begrænset vifte af processer. Nu har forskere fra Kemisk Institut på Københavns Universitet formået at fremstille et skræddersyet enzym, som udgør intet mindre end et forskningsgennembrud for menneskeskabte enzymer. Sammen med gruppelederen, professor Mikael Bols, og Ph.d. studerende Jeanette Bjerre får Ph.d. studerende Thomas Hauch Fenger, der opfandt enzymet, offentliggjort deres resultater i det anerkendte fagtidsskrift Chembiochem.

 

 

Kunstige enzymer til unaturlige opgaver


Det nye enzym, skiller sig ud på tre måder. Det har det en kraftig virkning. Det er nemt at fremstille. Og så er forskerne fra Kemisk Institut de første, der har  fremstillet et enzym, der kan bruges til oxiderende processer med det simple og billige oxidationsmiddel hydrogen peroxid.
Oxiderende eller iltende processer er helt centrale i al kemisk produktion. Fra fremstilling af farvestoffer og affedtningsmidler til produktion af lægemidler. Men ofte er de traditionelle oxideringsmetoder for uraffinerede.
Derfor er enzymerne interessante. Og skræddersyede enzymer er det i særdeleshed. Både fordi de kan designes til at ramme helt præcist. Men også fordi de fungerer ved stuetemperatur, og kan gøre arbejdet i ganske almindeligt vand. Derfor kan de på skånsom vis løse opgaver som normalt kræver høje temperaturer og stærkt ætsende kemikalier.

Nyt værktøj i kassen


Hidtil har man fundet nye enzymer i mikroorganismer, der lever frit i naturen. Men industrien har andre udfordringer end for eksempel en bakterie. Derfor har enzymer kun kunnet løse en begrænset vifte af opgaver.
Med det nye kunstige enzym fra Kemisk Institut er der føjet en helt ny klasse af enzymer til den kemiske værktøjskasse. Og så er det hurtigt. Selv om det endnu ikke er hurtigt nok.
Naturlige enzymer kan speede de kemiske processers hastighed op med en million gange. Det kunstige enzym fra Kemisk Instituts laboratorier formår endnu kun at øge hastigheden 10.000 gange. Ifølge Professor Mikael Bols er det dog ikke så ringe:
”Vi har arbejdet med de her stoffer siden 2000. Og da vi fremstillede det første kunstige enzym i 2004 kunne det kun forøge reaktionshastigheden med 25 gange, så man kan faktisk godt tale om et gennembrud her”, siger institutlederen.
Når de nye enzymer kommer op i hastighed, vil det have stor betydning for især de mere følsomme kemiske processer som fremstilling af lægemidler.

Link: Cyclodextrin Aldehydes are Oxidase Mimics (ChemBioChem 15/2009)