Национальный исследовательский центр Курчатовский институт Национальный исследовательский центр Курчатовский институт все новости
Новости
#Наука_ВеликойПобеды
 

идет загрузка
10.08.2020

Открыт механизм выработки уникального металлофермента

Исследователи НИЦ "Курчатовский институт" подробно изучили механизм, с помощью которого бактерии Rhodococcus rhodochrous вырабатывают уникальный фермент – кобальтсодержащую нитрил-гидратазу. Особенности этого сложного многоступенчатого процесса, впервые обнаруженные в ходе данной работы, помогают лучше понять принципы сборки металлоферментов, чрезвычайно важных для всех живых организмов. Полученные данные значимы как для фундаментальной науки, так и для прикладных задач – от конструирования новых промышленных биокатализаторов до создания биосенсоров для детекции тяжелых металлов. Результаты этого исследования опубликованы в ведущем зарубежном специализированном журнале Metallomics. За данную работу научный коллектив был награжден премией им. И.В. Курчатова.

Ранее научная группа под руководством А.С. Яненко первой в мире обнаружила механизм, по которому ионы кобальта регулируют работу генов, кодирующих нитрил-гидратазу. Для научного сообщества это стало одним из первых исследований, в котором был продемонстрирован неизвестный прежде принцип регуляции работы генов, кодирующих металлсодержащие ферменты.  В ходе последующих работ на основании этих фундаментальных данных была создана серия штаммов бактерий Rhodococcus rhodochrous - биокатализаторов мирового уровня для получения акриловых мономеров.

В новой работе ученые сосредоточились на исследовании механизмов, лежащих в основе выработки бактериями нитрил-гидратазы. Было впервые обнаружено, что процесс биосинтеза этого фермента отличается высочайшей селективностью по отношению к ионам кобальта и полностью реализуется только в их присутствии. Открытие этого феномена вносит вклад в понимание принципов сборки огромного числа металлсодержащих ферментов, происходящей в биологических системах.

Ученые планируют использовать обнаруженную селективность процесса биосинтеза фермента для создания биосенсора. Он позволит не только качественно отличить ион кобальта от ионов других металлов (цинка, кадмия, свинца и даже никеля), но и количественно оценить содержание кобальта в смеси. "Открытие феномена высокой селективности данной биологической системы к тяжёлому металлу в будущем позволит создать целую панель биосенсоров нового поколения", - пояснил начальник лаборатории молекулярной биотехнологии НИЦ "Курчатовский институт" Константин Лавров.

Однако биосенсоры – далеко не единственное практическое приложение открытого учеными механизма. Заместитель директора НИЦ "Курчатовский институт" по генетическим исследованиям Александр Яненко поделился актуальными направлениями научной деятельности коллектива: "В настоящее время мы занимаемся конструированием новых биокатализаторов, которые в будущем позволят расширить спектр получаемых в промышленности акриловых мономеров. Эти исследования направлены на создание биотехнологической "платформы" для эффективного и экологически более чистого синтеза полимеров с широчайшим спектром физико-химических характеристик".

Справочно:

Фермент нитрил-гидратаза очень востребован в промышленности: с его помощью осуществляется синтез акриловых мономеров – незаменимого сырья для получения полимеров, используемых в нефте- и газодобыче, очистке сточных вод, производстве бумаги и текстиля, сельском хозяйстве, горном деле. При этом использование нитрил-гидратазы позволяет принципиально изменить схему промышленного получения акриловых мономеров, в том числе повысить его эффективность и сделать его более экологически чистым.

Преимущества промышленного использования биокатализаторов для получения акриловых мономеров связаны с значительно более "мягкими" условиями реакции по сравнению с химическим синтезом. Такой подход позволяет существенно удешевить производство и сделать его более безопасным для окружающей среды.

Пресс-центр НИЦ "Курчатовский институт"

СМИ о событии:

В России открыли механизм выработки уникального металлофермента Научно-информационный портал "Поиск"

Открыт механизм выработки уникального металлофермента Медиа-портал "Научная Россия"

 
Защиты диссертаций
15.10.2020

Соискатель: А.Н. Коршунов

все защиты
Увидеть всё - Что такое синхротрон