Trwałe wiązania węgla i krzemu

Trwałe wiązania węgla i krzemu

Naukowcom z Caltech udało się dostosować białka bakteryjne, zmieniając je w silne enzymy zdolne do wytwarzania związków krzemowo-węglowych w sposób bardziej efektywny niż katalizatory stworzone przez człowieka.

Krzem jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków na ziemi. Jego związki węglowe mają kluczowe znaczenie dla rozwoju farmaceutyki i inżynierii komputerowej. Dotychczas żaden żywy organizm nie był w stanie stworzyć związków zawierających oba te pierwiastki. Jennifer Kan wraz ze współpracownikami wykazała jednak, że żywe komórki Rhodothermus marinus z drobną pomocą człowieka są w stanie tego dokonać.

Badacze wykorzystali do tego celu ukierunkowaną ewolucję, promując tylko najsilniejsze enzymy bakterii. Naukowcy rozpoczęli prace z cytochromem C - białkiem, które odpowiada za wymianę elektronów pomiędzy innymi białkami, czego efektem ubocznym jest tworzenie wiązań krzemowo-węglowych. Następnie Kan oraz jej koledzy doprowadzili do wielokrotnych mutacji DNA bakterii, co pozwoliło jej w efekcie produkować związki węgla i krzemu 15-krotnie bardziej efektywnie niż dostępne na rynku katalizatory chemiczne.

Białko, z którym pracowali naukowcy jest nietoksyczne, tanie do uzyskania, a na dodatek łatwe w modyfikacji. Reakcja chemiczna, która pozwala wytwarzać wiązania krzemowo-węglowe może zachodzić w wodzie o temperaturze pokojowej.

(rr)