Enzimutánzó nanorészecskékkel egyszerűbb lehet a sörgyártás?
A vegyipar minden ágában alkalmaznak enzimeket, vagyis olyan fehérjéket, amelyek különféle biokémiai reakciókat gyorsítanak fel. Az ilyen molekulák eddig főként élő szervezetekből származtak. Ezekkel azonban számos technikai, illetve szabályozási probléma merül fel az ipari alkalmazás során, ezért nagy az igény a helyettesítő anyagok kifejlesztésére. Szilágyi István, az MTA–SZTE Lendület Biokolloidok Kutatócsoport vezetője olyan enzimhatású nanorészecskék kifejlesztésén dolgozik munkatársaival, amelyek a jövőben forradalmasíthatják az enzim katalízist alkalmazó ipari eljárásokat.
„Az enzimek a leghatékonyabb katalizátorok, mivel az evolúció alakította ki őket, náluk jobbat nagyon nehéz csinálni. Ezért enzimeket a vegyipar legtöbb alkalmazási területén használnak, az élelmiszeripartól kezdve a gyógyszeriparon keresztül az olajiparig – érvel Szilágyi István. – Vagyis óriási lehetőségek állnak a natív enzimeket helyettesítő anyagok előtt. Hosszú távon a nanozyme-ok mindenhol meg fognak jelenni, ahol ma természetes enzimeket használnak.”
Az Akadémia Lendület Programjának támogatásával Szilágyi kutatócsoportja olyan nanozyme-ok kifejlesztésén dolgozik, amelyek többféle enzimet is utánozni tudnak. Ennek nemcsak a fenti, technikai és szabályozási megfontolások miatt lehet fontos szerepe az iparban, hanem azért is, mert jelentősen egyszerűsödhet a gyártási folyamat, ha két vagy több enzim funkcióját egy kompozit-nanozyme-mal tudják helyettesíteni.
A kutató egyik kedvenc példája a sörgyártás. „A sörgyártás során a fehérjék szétdarabolására papain enzimet használnak. Egy másik enzimcsalád, a peroxidázok, viszont különféle oxidációs folyamatok katalizálása miatt szükségesek a folyamatban – mondja Szilágyi István. Viszont a papain a peroxidáz enzimet is szétdarabolja, ha hozzáfér, így együttes alkalmazásuk nehézkes. – Ha tehát összeraknánk egy papain- és egy peroxidáz-aktivitással is rendelkező nanozyme-ot, akkor olyan multifunkcionális nanozyme-kompozitot kapnánk, amely mindkét enzimatikus funkciót el tudná látni.”
A multifunkciós nanozyme-kompozitok kifejlesztésével a gyógyszeriparban pedig olyan széles spektrumú, antioxidáns hatású anyagokra tehetnénk szert, amelyek stabilisak az élő szervezetekben uralkodó körülmények között, így alkalmasak például gyulladásos betegségek hatékony kezelésére, vagy oxidatív stressz csökkentésére különféle orvosbiológiai terápiás eljárások során.
A kutatásról többet az mta.hu weboldalán olvashattok.
A legfrissebb tudományos hírek
