Vďaka schopnosti oxyfunkcionalizácie môžu z kontaminovaného prostredia odstraňovať nebezpečné chemikálie šetrne a efektívne.
Trojdimenzionálny model nešpecifickej peroxygenázy zo zelenej riasy Closterium sp., ktorého autorom je Marcel Zámocký. Tento model bol popísaný v poslednej publikácii autora, ktorá vyšla nedávno v International Journal of Biological Macromolecules. Zdroj: SAV. Autor: M. Zámocký
Reaktívne formy kyslíka, ktoré predstavujú napríklad molekuly peroxidu vodíka, ozón či hydroxylový radikál, spôsobujú metabolizujúcim bunkám oxidačný stres. Ten môže mať pre ne až toxické účinky, pretože poškodzuje biologické makromolekuly DNA, RNA, proteínov, lipidov i polysacharidov formou oxidatívnych modifikácií, ktoré sú vo väčšine prípadov nevratné. Práve preto sú vo všetkých živých organizmoch potrebné účinné antioxidanty, ktoré zabraňujú týmto nežiaducim a nebezpečným reakciám a tvorbe reaktívnych kyslíkových zlúčenín v bunkách.
Nešpecifické peroxygenázy
Vedci a vedkyne z Ústavu molekulárnej biológie SAV, v. v. i., získali financie na projekt, v ktorom budú podrobne sledovať biotechnologické využitie rôznych antioxidačných enzýmov. „Preskúmali sme rôzne typy kataláz, ktoré z peroxidu vodíka uvoľňujú molekulový kyslík aj peroxidázy, ktoré pomocou rozkladu peroxidu vodíka oxidujú rôzne molekuly a ióny. Objavujeme čoraz viac mimoriadnych enzýmov z húb, pričom medzi antioxidačnými enzýmami v poslednom čase čoraz významnejšiu úlohu získavajú takzvané nešpecifické peroxygenázy,“ objasňuje Marcel Zámocký z Laboratória fylogenomickej ekológie Ústavu molekulárnej biológie SAV, v. v. i.
Pozrite si
Krok k udržateľným biotechnológiám budúcnosti
Tieto enzýmy obsahujú aktívne centrum – ión železa viazaný v hemovej štruktúre, ktorý je obklopený unikátnou kombináciou aminokyselín. Práve táto jedinečná „stavba“ im umožňuje vnášať atómy kyslíka z peroxidu vodíka priamo do molekúl znečisťujúcich látok. Ide o dôležitý krok smerom k udržateľným biotechnológiám budúcnosti.
„Opisované enzýmy sa objavujú najmä vo vláknitých hubách, ale aj v riasach či meňavkách. Vďaka ich schopnosti oxyfunkcionalizácie môžu z kontaminovaného prostredia odstraňovať rôzne veľké množstvá nebezpečných chemikálií šetrne a efektívne. Majú veľký potenciál pre ekologické čistenie vody, pôdy aj priemyselných odpadov. Umožňuje to unikátny reakčný mechanizmus týchto novo objavených metaloenzýmov, ktorý je schopný oxidačne meniť aj odolné organické molekuly prítomné ako kontaminanty z antropogénnej činnosti v životnom prostredí,“ dodáva Marcel Zámocký.
Tento spôsob čistenia bude chrániť životné prostredie, pretože prináša alternatívne procesy, ktoré neprodukujú nebezpečný odpad, ale umožňujú udržateľné produkčné procesy v porovnaní s klasickou organickou syntézou.
Podrobné informácie o projekte:
Projekt APVV-24-0455 má názov Racionálny dizajn, mutagenéza, optimalizácia a efektívny prísun enzýmových antioxidantov a nadväzuje na projekt APVV-20-0284 Hybridné hemové peroxidázy húb z pralesa s využitím v environmentálnych biotechnológiách. Na projekte spolupracujú vedci SAV so zahraničnými vedeckými partnermi v Holandsku, Rakúsku a Španielsku. Vo výskumnom procese chcú využiť získané poznatky o unikátnych katalytických schopnostiach rôznych enzýmových antioxidantov pre ich budúce použitie v biotechnológiách.
Zdroj: TS SAV
(zh)
