افزایش سرعت واکنش‌ها با سیستم چندآنزیمی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ به نقل از مرکز ارتباطات و اطلاع رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، یـک سیسـتم چنـدآنزیمی را می‌توان بـا تثبیـت هم‌زمـان یـا متوالـی دو یـا چنـد آنزیم روی یـک یا چند بسـتر نانومـواد یـا میکرومـواد که ایـن آنزیم‌هـا را نزدیک هـم قرار می‌دهنـد و منجـر بـه فراینـد بیوکاتالیتیکـی موثرتری می‌شـوند، بـه دسـت آورد.
ایـن روش بـه‌ویـژه بـرای واکنش‌هـای متوالـی و آبشـاری در پروسـه تولید مناسـب اسـت. اسـتراتژی‌های زیـادی برای سـاخت بیوکاتالیسـت چنـدآنزیمـی وجـود دارد، ماننـد تثبیـت هم‌زمـان آنزیم‌هـا، کانژوگـه کـردن آنزیم‌هـای طبیعـی بـا آنزیم‌هـای مصنوعـی (یعنـی نانوزیم‌هـا)، و تقویـت عملکـرد آنزیم‌هـا در مسـیر‌های متابولیکی بدون سـلول. انکپسـوله کـردن، یـک شـکل رایـج بـرای حفـظ غلظـت محلـی بـالای آنزیـم‌هـا و محافظـت از آنهـا در برابـر آسـیب هـای بیولوژیکـی از طریـق پروتئاز‌ها اسـت.
سمانه هادیان دکترای بیوفیزیک دانشگاه تهران گفت: تثبیـت هم‌زمـان چنـدآنزیمـی را می‌تـوان به طـور کلی به دو دسـته تثبیـت غیراختصاصی و تثبیـت جایگاه ویژه تقسـیم کـرد. از بیـن ایـن دو، تثبیـت غیراختصاصـی که بـه دلیـل سـهولت و سـرعت انجـام واکنش‌هـا بـه‌طـور گسـترده مـورد اسـتفاده قـرار می‌گیـرد را می‌تـوان از طریـق تثبیـت تصادفـی، تثبیـت متوالـی (کانژوگاسـیون غیراختصاصـی در یـک میکروکانـال) و تثبیـت موضعـی (کانژوگاسـیون غیراختصاصـی بـه برچسـب‌هایی دارای میـل ترکیبـی) انجام داد که هـر یک، مزایـا و معایب خود را دارنـد.
روش‌هـای کونژوگاسـیون جایگاه ویـژه، آنزیم‌ها را از طریـق هـدف قـرار دادن یک مـکان واکنش‌پذیر روی سـطح پروتئیـن، تثبیـت می‌کننـد کـه موجـب کنتـرل مـکان نسـبی هـر آنزیـم می‌شـود. بـا ایـن حـال، فعالیت کلی سیستم مستقیما تحت‌تاثیر فضای بین یا ترتیب آنزیم‌هـا در سیسـتم اسـت. در مقابـل، روش‌هـای تثبیـت آنزیمی بدون حامـل مزایای قابل‌توجهـی مانند سـادگی و اسـتحکام، پایـداری عملیاتی و فعالیـت کاتالیـزوری بـالا دارنـد. توده‌های آنزیمـی دارای اتصـالات عرضـی بـدون داربسـت، فرصتـی بـرای تثبیـت چندین آنزیم مختلف ارائه می‌دهند، اما چالش‌های بسـیاری مانند محدودیت‌های انتقال سوبسـترا‌های درشت‌مولکـول بـه درون تـوده آنزیمـی بایـد برطـرف شـوند.
مرکز راهبردی فناوری‌های همگرا با توجه به اهمیت گسترده این حوزه، از ایده­‌های علمی و فناورانه فعالان این زمینه، حمایت به عمل می ­آورد.