Mançester Biotexnologiya İnstitutunun və Mançester Universitetinin Kimya Departamentinin tədqiqatçıları əsas kimyəvi maddələrin və dərmanların hazırlanma üsulunu əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə biləcək yeni bir fermenti təsvir ediblər.

Təbiətdə nəşr olunan bu tədqiqat , əczaçılıq və aqrokimyəvi maddələr də daxil olmaqla, kimya sənayesində geniş istifadə olunan transformasiya sinfi olan nukleofilik aromatik əvəzetmə (S _N Ar) adlı prosesə əsaslanır . Bu enzimatik proses ənənəvi kimyəvi sintezə daha yaşıl, daha səmərəli alternativ təklif edir.

Katalizator kimyası

S _N Ar reaksiyaları dərmanlar və aqrokimyəvi maddələr kimi bir çox qiymətli məhsulların istehsalında çox vacibdir. Bununla belə, bu reaksiyaları həyata keçirmək üçün ənənəvi üsullar böyük çətinliklərlə üzləşir. Onlar tez-tez yüksək temperatur və ətraf mühitə zərərli həlledicilər kimi sərt şərtlər tələb edir.

_{S N} Ar kimyasını yerinə yetirmək üçün müəyyən edilmiş üsullar tez-tez izomerik birləşmələr – eyni kimyəvi formuluna malik olan, lakin atomların fərqli düzülüşünə malik iki və ya daha çox birləşmələr – qarışıqlar kimi birləşmələr istehsal edir, bu da bahalı və vaxt aparan təmizləmə mərhələlərinin istifadəsini tələb edir.

Bu maneələri dəf etmək üçün professor Entoni Qrin və professor İqor Larrozanın rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar qrupu S _N Ar proseslərini kataliz etməyə qadir olan yeni fermenti inkişaf etdirmək üçün yönəldilmiş təkamüldən istifadə ediblər. S _N Ar1.3 adlı bu yeni ferment mülayim reaksiya şəraitində yüksək effektivlik və seçiciliklə bir sıra S _N Ar reaksiyalarını yerinə yetirir. Ənənəvi kimyəvi üsullardan fərqli olaraq, bu ferment su əsaslı məhlullarda orta temperaturda işləyir, ətraf mühitə təsir və tələb olunan enerjini azaldır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1737004182&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-enzyme-essential-chemicals-medicines.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMxLjAuNjc3OC4yNjYiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJOb3RfQSBCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1737004182051&bpp=2&bdt=133&idt=2&shv=r20250114&mjsv=m202501030301&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1737004176%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1737004176%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1737004176%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2757655382243&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1968&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31089716%2C31089809%2C95331833%2C95350246%2C31089638%2C95347432%2C95340253%2C95340255&oid=2&pvsid=2516511921920644&tmod=728482219&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=4&uci=a!4&btvi=1&fsb=1&dtd=5

Necə işləyir

_{S N} Ar reaksiyalarını kataliz edə biləcək məlum təbii ferment olmadığı üçün komanda əvvəlcə öz laboratoriyasında fərqli kimyəvi çevrilmə üçün hazırlanmış bir fermentin cüzi səmərəlilik və seçiciliklə də olsa, S _N Ar kimyasını da yerinə yetirə biləcəyini kəşf etdi. Avtomatlaşdırılmış istiqamətləndirilmiş təkamüldən istifadə edərək, tədqiqatçılar bu fermenti istənilən xüsusiyyətlərə sahib olmaq üçün daha da mühəndisləşdirə bildilər.

Komanda altı mutasiyanı ehtiva edən və ana fermentdən 160 dəfə daha aktiv olan S _N Ar1.3 fermentini müəyyən etməzdən əvvəl 4000-dən çox klonu qiymətləndirib. Bu ferment müxtəlif S _N Ar proseslərini effektiv şəkildə təşviq edir və əczaçılıq sektorunda tətbiqlər üçün vacib olan bir güzgü şəklində hədəf məhsulları yarada bilir.

“Bu ferment sənaye üçün transformativ ola bilər. O, nəinki mühüm kimyəvi çevrilmə sinfini sürətləndirir, həm də çətin kimyəvi tikinti blokları ilə işləyərkən bunu nəzərəçarpacaq dəqiqliklə edir. Bu, daha yaxşı təsirlərə malik mürəkkəb, qiymətli molekullar yaratmaq üçün yeni imkanlar açır. ekoloji etimadnamələr və daha aşağı xərclər,” MIB-nin direktoru professor Entoni Qrin deyir.

_{S N} Ar1.3- ün faydaları

S _N Ar1.3 onu kimyəvi istehsal üçün cəlbedici seçim edən bir sıra xüsusiyyətlərə malikdir:

• Effektivlik: ferment effektivliyini itirmədən 4000-dən çox reaksiya dövrünü yerinə yetirə bilir və onu yüksək məhsuldar edir.
• Dəqiqlik: o, molekulları tək güzgü şəklində yaradır ki, bu da dərmanların təhlükəsizliyi və effektivliyi üçün vacibdir.
• Çox yönlülük: S _N Ar1.3 geniş çeşiddə kimyəvi tikinti blokları ilə işləyir, dördüncü karbon mərkəzləri kimi mürəkkəb strukturların yaradılmasına imkan verir – qabaqcıl dərmanlarda ümumi xüsusiyyət.
• Davamlılıq: mülayim, su əsaslı şəraitdə fəaliyyət göstərən ferment zərərli kimyəvi maddələrə və enerji tutumlu proseslərə ehtiyacı azaldır və onu ekoloji cəhətdən təmiz alternativ edir.

Komandanın işi fermentin daxili işlərinə də işıq salır. Qabaqcıl analitik üsullardan istifadə edərək, onlar S _N Ar1.3-ün unikal strukturunun kimyəvi maddələri dəqiq bir şəkildə bağlamağa və yerləşdirməyə necə imkan verdiyini, onun müstəsna performansını təmin etdiyini aşkar etdilər. Bu anlayışlar gələcəkdə daha da güclü fermentlərin layihələndirilməsi üçün plan təqdim edir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

Sənaye üçün daha yaşıl gələcək

_{S N} Ar1.3- ün inkişafı biokataliz potensialını vurğulayır və gələcək inkişaf üçün şablon təqdim edir. Dünya xalis sıfıra doğru irəlilədikcə və sənaye səmərəliliyi artırmaq və ətraf mühitə təsirini azaltmaq yollarını axtararkən, biotexnologiya bu aktual problemlərə cavab ola bilər.

“Bu, biokatalizdə əlamətdar nailiyyətdir” dedi Larrosa, Professor və Mançester Universitetində üzvi kimya kafedrası. “Bu, müasir kimyanın ən çətin problemlərini həll etmək üçün təbiətin alətlərindən necə istifadə edə və hətta təkmilləşdirə biləcəyimizi nümayiş etdirir.”

Sonra nə var?

S _N Ar1.3 artıq böyük vədlər versə də, tədqiqatçılar bunun yalnız başlanğıc olduğuna inanırlar. Əlavə təkmilləşdirmə ilə ferment daha mürəkkəb reaksiyalar üçün uyğunlaşdırıla bilər ki, bu da onu dərmanların hazırlanmasında, kənd təsərrüfatı kimyəvi maddələrində və materialşünaslıqda dəyərli alətə çevirir.

Professor Qrin “İmkanlar yenicə ortaya çıxmağa başlayır” dedi. “Müasir zülal dizaynını yüksək məhsuldarlıq testi ilə birləşdirərək, biz S _N Ar kimyasında inqilab edə biləcək yeni nəsil fermentlər yaratmağa nikbinik.”

Bu tədqiqat əsas məhsulların istehsalının daha təmiz, daha ucuz və daha səmərəli olduğu gələcəyə nəzər salır. Yüksək keyfiyyət standartlarını qoruyarkən ətraf mühitə təsirini azaltmaq istəyən sənayelər üçün S _N Ar1.3 perspektivli həll yolu təqdim edir.

Daha çox məlumat: Thomas M. Lister et al, Enantioselektiv nukleofilik aromatik əvəzetmələr üçün mühəndis fermentləri, Təbiət (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08611-0

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Mançester Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir