Синтетический фермент поможет в очистке экосистем от токсинов
Химики Иллинойского университета в Урбана-Шампейне создали новый синтетический фермент, восстанавливающий сульфит до сульфида, что упрощает удаление загрязнителей из окружающей среды.
Структура состоит из двух разных железосодержащих активных центров, соединенных одним энзимом, сообщает sciencedaily.com. Выводы проекта представлены в журнале Science.
Восстановление сульфита, распространенная редокс-реакция, может помешать очистке окружающей среды от основных видов загрязнений, включая нитраты, арсенаты и перхлораты. Источником этих веществ становятся побочные продукты производства ракетного топлива, боеприпасов и удобрений. Сульфит появляется и естественным путем, мешая удалению более токсичных веществ. Ранее химикам не удавалось создать катализатор для его устранения, так как требовалась многоступенчатая реакция и сложный активный центр.
«В данном случае нужен только один фермент, сульфитредуктаза, — сказал профессор Юй Лу. – Природа создала сложную ферментную структуру для этой реакции, и ученым не удавалось воспроизвести ее до сегодняшнего дня».
Ранее попытки исследователей фокусировались на создании моделей, имитирующих активные центры натурального энзима. В данном случае команда использовала фермент как соединение для атомов железа и серы, действующих как маленькие молекулярные батареи и передающих электроны, необходимые для запуска редокс-реакции.
«Уверен, что успех нам обеспечило переключение внимания на функциональность, а не воспроизводство простейшей возможной структуры, — сказал магистрант Эван Миртс, один из авторов. – Мы учли взаимодействия, обычно считающиеся второстепенными для редокса. Оказалось, что они играют важную роль».
Ученым удалось добиться почти такой же активности, как у натурального фермента. Они предполагают, что энзим приведет к появлению нового поколения катализаторов, помогающих в удалении токсичных отходов и повышающих качество нефтепродуктов.
«Теперь мы можем начать разработку множества других мультифакторных структур, выполняющих еще более сложные реакции, о которых раньше нельзя было даже мечтать», — подытожил Лу.
