Pixabay License. Volné pro komerční užití

Enzymy s lehkými izotopy jsou účinnější mnohem víc

Těžká voda reaguje chemicky trochu jinak než čistě „lehká“, nebo než běžná směs obou izotopů. To platí jistě i pro jiné molekuly lišící se izotopovým složením. Speciálně zajímavé toto může být u tak specifických reakcí, jako je enzymatická katalýza.
Dosud se předpokládalo, že účinky v biochemických reakcích jsou víceméně úměrné hmotnostnímu rozdílu mezi izotopy. Například 0,5% hmotnostní rozdíl mezi normálními a ultralehkými enzymy (molekuly s ochuzenými těžkými izotopy 13C, 2H, 15N a 18O) by měl přinést kinetický efekt (rychlost reakce, „účinnost katalýzy“) maximálně 1 %. Nová studie však tvrdí, že tento účinek může být 250-300 %, což je o dva řády více, než by se dalo čekat. Samozřejmě je třeba ještě všechny tyto vztahy poměřovat s dalšími podmínkami, zejména s teplotou.
Pokud by toto bylo pravda, pak by řadu dosavadních studií bylo třeba překalibrovat – znovu se zaměřit na otázku izotopového složení použitých chemických látek. A v rámci biotechnologií nebo i medicíny by mohlo mít smysl se více snažit používat nějak „izotopicky čisté“ prvky/sloučeniny (poznámka: což samozřejmě 100% nejde, všechno se tím prodraží, ale třeba v určitých případech bude poměr cena/výkon dávat smysl).
Výsledky studie mohou mít i celkem důležitý i bezprostřední dopad. „Tisková zpráva dále říká (citován spoluautor studie Roman Zubarev se švédské lékařské univerzity Karolinska Institutet):
Za prvé, ultralehké enzymy lze okamžitě vyrábět expresí v E. coli pěstované v izotopicky ochuzeném médiu, jak jsme to udělali v této práci. Tyto enzymy pracují 2-3krát rychleji než odpovídající enzymy exprimované stejnou E. coli, ale pěstovanou na normálním živném médiu.
Za druhé se nabízejí aplikace „ultralehkého efektu“ v biologii – lze zkusit pěstovat ultralehké organismy a zkoumat, zda se nějak odlišují. Například jsme pěstovali C. elegans na ultralehkých E. coli a zjistili jsme, že /tito červi/ rostou rychleji, ale také dříve stárnou a umírají.
Za třetí, v oblasti separace izotopů lze pozorovat velmi zvýšenou poptávku po oddělování těžkých izotopů. K uspokojení této poptávky a snížení nákladů na ultralehké sloučeniny bude možná nutné vyvinout nové metody, včetně chromatografie.
A konečně techniky analýzy stabilních izotopů v bílkovinách, jako je hmotnostní spektrometrie s Fourierovou transformací izotopového poměru, se dočkají zvýšeného zájmu, končí průvodní tisková zpráva.

Xuepei Zhang et al, Ultralight Ultrafast Enzymes, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI: 10.1002/anie.202316488
Zdroj: Karolinska Institutet / Phys.org

Speciální gel s nanočásticemi slibuje rozkládat alkohol předtím, než se dostane do krve

Většina alkoholu se do krevního oběhu dostává přes sliznici žaludku a střev. Vědci z ETH …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close