Учёные создали бактерию, которой не существует в природе

Пт, 09/02/2016 - 19:00

Швейцарские учёные из Базельского университета и Высшей технической школы Цюриха объявили о создании бактерий, внутри которых ведёт активную работу искусственный фермент, аналога которого не существует в природе. Данный белок содержит атому металла. Он может проводить катализацию промышленных химических реакций внутри живой клетки.

Металлофермент получил название biot-Ru-SAV. Он был разработан благодаря использованию биотин-стрептавидиновой технологии. Данный метод имеет в своей основе высокое родство белка стрептавидина с витамином биотином. Разные соединения, которые привязаны к биотину, таким образом могут внедряться в белок для создания искусственных ферментов. В этом случае биологи применили металлоорганическое вещество, содержащее в своей основе рутений.

Металлоорганические соединения являются молекулами, которые имеют как минимум одну связь между металлом и атомом углерода. Часто их используют как катализаторы в промышленных химических реакциях, но они мало активны в водных растворах или в средах, напоминающих по своему составу содержимое биологической клетки. Для решения данного затруднения эти соединения включают в состав белковых молекул.

Biot-Ru-SAV ответственен за катализацию метатезис олефинов — реакции между двумя алкенами, которые обмениваются группами атомов, находящимися при двойных связях. В результате образуется флуоресцентная молекула.

Биологи поместили искусственно созданный фермент в периплазму кишечной палочки (Escherichia coli) — пространство между плазматической и внешней мембранами бактериальных клеток (присутствует только у грамотрицательных микроорганизмов). Среда периплазмы является наиболее подходящей для осуществления метатезиса олефинов, так как в ней содержатся низкие концентрации ингибиторов металлоферментов, например, глутатиона.

Исследователи оптимизировали biot-Ru-SAV с применением принципов направленной эволюции. Они имитировали процесс естественного отбора, чтобы получить ферменты с улучшенными свойствами. Для этого ученые создали тысячи вариантов металлофермента и отбирали самые эффективные из них. Спустя несколько циклов, каталитические характеристики biot-Ru-SAV заметно улучшились.

Источник