Phyllis Mania, Goethe Universiteti Frankfurt am Main tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Hüceyrədə (yuxarıda) və laboratoriyada (aşağıda) biosintezin sxematik təsviri. Dizayner fermenti yağ turşusunun zəncir uzunluğunu qısaldır. Kredit: F. Lehmann və M. Grininger/Goethe Universiteti

İstər paltaryuyan toz, istər tuş, istərsə də Milad şokoladı olsun, bir çox gündəlik məhsullarda palma yağı və ya kokos yağından yağ turşuları var. Lakin bu xammalın çıxarılması böyük ekoloji problemlərlə əlaqələndirilir: yağış meşələri təmizlənir, nəsli kəsilməkdə olan növlərin yaşayış yerləri məhv edilir və ənənəvi fermerlər dolanışıqlarını itirirlər.

Almaniyanın Frankfurt şəhərindəki Höte Universitetinin professoru Martin Qriningerin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, daha ekoloji cəhətdən təmiz istehsal üsuluna imkan verə biləcək biotexnoloji yanaşma hazırlayıb. Komandanın işi Nature Chemical Biology jurnalında dərc olunub .

Dəqiq idarəetməyə malik molekulyar montaj xətti

Bu tədqiqatın mərkəzində bütün canlı orqanizmlərdə yağ turşuları əmələ gətirən molekulyar montaj xətti növü olan yağ turşusu sintazı (FAS) adlanan bir ferment dayanır.

Qrininger izah edir ki, “FAS hüceyrə metabolizmasında ən vacib fermentlərdən biridir və milyonlarla il ərzində təkamül yolu ilə incə şəkildə tənzimlənib”.

Ferment adətən hüceyrə membranları və enerji saxlama üçün tikinti bloku kimi xidmət edən 16 karbonlu yağ turşusu olan palmitin turşusu istehsal edir. Lakin sənaye əsasən 6-14 karbon atomu olan daha qısa variantlar tələb edir ki, bunlar bu gün meşələrin qırılması və biomüxtəlifliyin itirilməsi ilə əlaqəli genişmiqyaslı yağlı palma plantasiyalarında istehsal olunan bitki yağlarından əldə edilir. FAS əsaslı yeni metodun həlledici üstünlüyü:

“Əsasən, bizim üstünlüyümüz zəncir uzunluğunun çox dəqiq idarə olunmasındadır. Nəzəri olaraq istənilən zəncir uzunluğunu yarada bilərik və bunu yalnız xurma ləpələrindən və ya hindistan cevizindən əldə edilə bilən C12 yağ turşusu nümunəsi ilə nümayiş etdiririk”, – deyə Qrininger bildirir.Metazoan FAS-ın quruluşu, FA sintezi. Kredit: Nature Chemical Biology (2026). DOI: 10.1038/s41589-025-02105-w

Modifikasiya yolu ilə anlama

Qrininqer və onun komandası son 20 ildə FAS-ın molekulyar əsaslarının başa düşülməsinə əhəmiyyətli töhfələr veriblər. Onlar zəncir uzunluğunun iki alt hissə arasındakı qarşılıqlı təsirlə tənzimləndiyini aşkar ediblər: ketosintaz zənciri iki karbon atomu ilə dəfələrlə uzadır, tioesteraz isə hazır zəncirdən yağ turşusu kimi ayrılır.

“Daha sonra özümüzə analizdən kənara çıxıb yeni zəncir uzunluğu tənzimləməsi ilə FAS qura biləcəyimizi soruşduq”, – deyə Qrininger bildirir. “Əsl anlayış bir fenomeni dəyişdirə və ya fərdiləşdirə bildiyiniz zaman başlayır.”

İki hədəflənmiş müdaxilə uğura gətirib çıxarır

Qriningerin doktorant tələbəsi Damian Ludiq bu ideyanı irəli sürdü.

Ludiq izah edir: “Biz bu iki alt hissə arasındakı qarşılıqlı təsirə xüsusi olaraq müdaxilə etsək nə baş verəcəyini soruşduq. Onda istehsal olunan yağ turşularının zəncir uzunluğunu idarə edə bilərikmi?”

Ludig, fərdi amin turşularının dəyişdirilə biləcəyi və ya bütün protein bölgələrinin dəyişdirilə biləcəyi zülal mühəndisliyi metodlarından istifadə etdi.

“Zülal mühəndisliyi yolu ilə FAS-da iki dəyişiklik nəticədə bizi məqsədimizə çatdırdı”, deyə Ludiq bildirir. “Ketosintaz alt vahidində əvvəlcə bir amin turşusu mübadiləsi apardım və nəticədə zəncirlər müəyyən bir uzunluqdan kənara yalnız aşağı səmərəliliklə uzandı. Bundan əlavə, tioesteraza alt vahidini qısa zəncirlərin parçalanmasında aktivlik göstərən bakteriyalardan oxşar bir zülalla əvəz etdim.”

Əlavə düzəlişlərdən asılı olaraq, Ludig qısa və orta uzunluqlu yağ turşuları istehsal edə bildi.

Çin Elmlər Akademiyasının Dalian Kimyəvi Fizika İnstitutundakı professor Yongjin Zhounun tədqiqat qrupu ilə əməkdaşlıq nəticəsində sonda mühüm nəticələr əldə edildi. Zhou və onun laboratoriyası 16 karbon atomu əvəzinə yalnız 12 karbon atomu olan yağ turşuları istehsal edən maya ştammları hazırlamağa müvəffəq oldular . Optimallaşdırma üçün Griningerin laboratoriyasından müxtəlif dizayner FAS-lar bu mayalara inteqrasiya edildi.

Hər iki laboratoriya artıq öz texnologiyaları üçün patentlər təqdim edib.

“Çin tərəfində Unilever bu layihədə iştirak edib. İnkişafımız indiyə qədər sənaye iştirakı olmadan baş verib. Lakin texnologiyanı tətbiq etmək üçün sənaye tərəfdaşı ilə əməkdaşlığa çalışırıq”, – deyə Qrininger bildirib.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

İrəliləyiş: Yağ turşularından dərmanlara qədər

İkinci bir layihədə, Griningerin laboratoriyasından Feliks Lemann, FAS-ın fərdiləşdirilmiş biosintezlər üçün nə qədər universal tətbiq oluna biləcəyini araşdıraraq tədqiqatı daha da irəli apardı: “Bu sual həm də zərurətdən irəli gəlir – daha dayanıqlı yaşıl kimyaya doğru kimyəvi prosesləri davamlı olaraq inkişaf etdirmək”, – deyə Grininger izah edir.

Xüsusi sual belə idi: FAS yalnız yağ turşularını deyil, həm də stirilpironlar kimi tamamilə fərqli birləşmələri yaratmaq üçün yönləndirilə bilərmi? Bu molekullar potensial anksiyolitik xüsusiyyətlərinə görə tibbi marağı cəlb edən kava bitkilərindən əldə edilən maddələrin sələfləridir. Burada da Lehmann nisbətən az modifikasiya ilə uğur qazandı.

“Əvvəlcə hədəf məhsullarımız üçün ehtiyac duymadığımız FAS-ın bir hissəsini kəsdik; sonra isə darçın turşusunun başlanğıc material kimi istifadə edilə bilməsi üçün ketosintazanı dəyişdirdik”, – deyə o izah edir.

Komanda hətta FAS strukturuna başqa bir zülal da inteqrasiya etdi və beləliklə, o, çoxfermentli kompleksin bir hissəsinə çevrildi.

Qrininger izah edir ki, “Bu layihədə biz FAS ilə asanlıqla əldə edilə bilən tikinti bloklarından bütöv biosintetik yolların necə qurulacağını sistematik şəkildə araşdırdıq. Nəticələrin hələlik dərhal praktik tətbiqi olmasa da, onlar yeni sintazların gələcək dizaynı üçün vacib rəhbərlik təmin edir.

Kimya və biologiyanın kəsişməsində

“Laboratoriyamız son illərdə bir çox layihə və əməkdaşlığın töhfələri sayəsində biokataliz və biotexnoloji tətbiqlər istiqamətində əhəmiyyətli addımlar atıb. Biz bu yolla davam edəcəyik”, – deyə Qrininger ümumiləşdirir. “Mükəmməllik Klasterinin SCALE çərçivəsində biz həmçinin bu fermentdən xüsusi biomembranlar yaratmaq üçün istifadə edəcəyik ki, onların təhlili endoplazmatik retikulum və mitoxondrilər kimi əsas orqanoidləri daha dərindən anlamağımıza kömək edəcək.”

Texnologiyanın palma yağı problemlərini həqiqətən də aradan qaldırıb-azaltmayacağı, sənaye tərəfdaşları ilə birlikdə uğurlu miqyaslanmadan asılıdır. Elmi təməl, şübhəsiz ki, qoyulub və laboratoriyanın hələ də araşdırılacaq bir çox ideyası var.

Daha çox məlumat: Damian L. Ludig və digərləri, Mayalarda zəncir uzunluğunu idarə etmək üçün metazoan yağ turşusu sintazının mühəndisliyi, Nature Chemical Biology (2026). DOI: 10.1038/s41589-025-02105-w

Jurnal məlumatları: Təbiət Kimyəvi Biologiyası 

Frankfurt-Mayn Göte Universiteti tərəfindən təmin edilir