物理科技生物学-PHYICA

由“消化”分子制成的化合物,用于绿色药物和农用化学品

化学 2022-09-26 00:02:09

由华威大学制作 在这个过程中使用的生长素与导致某些植物形成冠瘿(如图)的生长素相同

学分:华威大学 华威大学的科学家开发了一种生产用于制药和农业化学工业的重要化学构件的方法,这种方法模仿了植物制造这些构件的方式

科学家们用与植物相同的方法使用酶,创造了能够“消化”分子合成新化合物的细菌,这一过程可以重复使用,产生的废物最少

他们的研究结果发表在《ACS Catalysis》杂志上的一项新研究中,可能有助于制药和农业化学工业使其制造过程更加环保

科学家们对在植物中复制一种叫做吲哚-3-乙酰胺(IAM)途径的过程特别感兴趣,这种方法可以让植物产生吲哚酰胺、羧酸和生长素等化合物

这些化合物有许多农业化学和制药用途,但除了使用化学催化剂外,工业上很难制造,因为化学催化剂会产生大量有毒的化学废物

几十年来,科学家们已经意识到自然是如何产生这些分子的,但直到现在,还没有能够利用这一点的技术

现在,沃里克综合合成生物中心的一个团队第一次开发了一种方法,该方法使用酶进行一系列级联反应,分解自己的分子,并将其合成所需的化合物,就像植物一样

这项研究由英国研究与创新协会和皇家学会资助,由Dr

现就职于朴茨茅斯大学的华威大学生命科学学院的宾拉杰·梅农

他说:“我们知道植物中存在生长素分子的多种途径

此外,一些植物病原菌利用这些途径感染植物根和瘿并在其中生长

然而,在工业和友好的微生物宿主中重建它时,我们总是会遇到几个功能问题

“通过改造这些酶,我们可以将该过程用于大规模生产,使其易于获取、纯化和兼容

这里的优点是这些酶的适用性,因为现有的制备酰胺和羧酸的酶溶液具有挑战性、耗时并且需要许多昂贵的组分 酶在生物体内有多种用途,通常以分解食物而成为人类消化系统的一部分而闻名

它们作为生物催化剂参与许多其他功能,加速化学反应

酶正被研究作为当前化学方法的替代物,减少工业排放和资源,这是迈向绿色环保工业生产的理想解决方案

为了生产用于这项研究的酶,科学家们使用了非致病性细菌,这些细菌被设计成能过度表达酶

这些酶可以在温和的水性条件下分离用于反应,或者细菌可以直接用于反应

细菌细胞繁殖迅速,化学物质由更便宜的成分如葡萄糖制成,使其易于放大和再利用,几乎没有化学催化剂中经常遇到的浪费或环境影响

通过重新设计微生物和酶,它们可以被改造成具有新的能力和应用

博士;医生

梅农补充说:“我们基本上是利用自然的力量,通过工程微生物和酶来解决化学、制药、农业和制造业的许多问题

合成生物学本质上是将生物学用于合成目的,在这里我们展示了如何将它与不同的酶混合和混合,以用于许多类似的分子

“在不久的将来,这些酶的额外工程和实验室进化将使我们能够制备定制分子和目标化学物质

这种工程菌也可以用来包裹种子,促进种子的健康萌发和根系发育,或者通过调节生长素作为除草剂,具有许多直接的应用和可能性

"

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