バルセロナ自治大学 (UAB) の研究者チームは、炭素捕捉能力を備えた新しいナノザイムを開発しました。
ナノザイムはできる炭素を回収する工業プロセスで排出され、他の環境修復プロセスに適用可能です。それらは、7 つのアミノ酸のペプチドによって形成される人工的な分子構造に基づいています。
新しい分子は金属酵素としても作用する可能性がある。この能力は、バイオテクノロジー研究に新たな可能性をもたらします。
研究、'短いプリオンに触発されたペプチドによって形成されるアミロイド原線維は金属酵素である'、生命の始まりにおける触媒活性の起源に新たな貢献を提供します。
チームは自己組織化分子を作成しました
2018年、研究者らは自己集合可能な短い分子を作成した。このデザインは、アミロイド原線維の自然な自己集合能力と、特定のプリオンタンパク質の配列決定にインスピレーションを得たものです。
人工アミロイドには触媒活性があります。天然酵素と比較して、モジュール性、柔軟性、安定性、再利用など、さまざまな利点もあります。
研究チームは、それらが金属イオンに効果的に結合し、金属および金属酵素の貯蔵要素として機能する能力があることを発見しました。
研究コーディネーターのサルバドール・ベンチュラ氏は次のように述べた。「これらのペプチドは、酵素内の金属イオンの配位に必須であると考えられるヒスチジンなどの典型的なアミノ酸を含まないため、特殊であり、触媒活性に不可欠であると考えられています。
「対照的に、それらにはチロシンの残基が豊富に含まれていました。この元素は、この文脈ではあまり知られていませんが、正しい構造的状況にある場合、金属イオンに結合する独特の能力も持つことができます。
「チロシンのその能力は、私たちが新しいナノザイムを作成するために使用したものです。」
新しいナノザイムの応用
ナノザイムは安定しているため、廃水処理プロセスや汚染土壌などの環境修復に使用でき、金属イオンを封鎖する能力があります。
新しいナノザイムはメタロン酵素として機能します。これは、現在の酵素が不安定であるために作用できない条件下でも、それらが反応を触媒できることを意味します。
これにより、バイオテクノロジーの研究に新たな可能性が開かれます。たとえば、極端な温度と pH 値での触媒反応の場合です。
研究チームは、新しいナノザイムに基づいて、炭酸脱水酵素の最小限の変異体を開発したと考えている。温室効果ガスによって排出される炭素を回収する可能性があり、天然酵素よりも生産コストがはるかに低くなります。
ナノザイムはどのように開発されたのですか?
新しいナノザイムを開発するために、チームは、生命の起源における触媒活性は、短くて複雑度の低いペプチドがアミロイドに似た構造に自己集合することによって実現したのではないかという仮説を立てた。これらは原始的な祖先酵素として機能しました。
「これらの分子が従来のヒスチジンベースの配位を必要とせずに触媒作用を持つことを示すことは、生命の始まりにおける触媒活性の起源を理解する方法に大きな変化をもたらす。
「祖先ペプチドにチロシンが含まれていれば、この活性が達成できることが現在わかっています。
したがって、アミロイドに基づく祖先の酵素も化学反応でこの 2 番目のアミノ酸を使用した可能性が非常に高いと考えられます」とベンチュラ氏は結論付けました。
