Enzymy grzybowe do zastosowań przemysłowych
Enzymy to białka o właściwościach biokatalitycznych, potrafiące przyspieszać różne reakcje chemiczne z doskonałą specyficznością substratową. Dzięki inżynierii genetycznej enzymy można wytwarzać na masową skalę i dostosowywać do zastosowań przemysłowych. Ponieważ enzymy — a w szczególności hydrolazy — są bardziej przyjazne dla środowiska niż wiele odczynników chemicznych, są coraz częściej wykorzystywane w różnych dziedzinach przemysłu. Oksydoreduktazy to inny rodzaj enzymów, który jest przedmiotem dużego zainteresowania ze względu na zdolność do katalizy transferu elektronów między różnymi substratami w reakcjach redoks. Enzymy redoks są jednak rzadko stosowane w przemyśle, głównie ze względu na to, że najbardziej obiecujące z nich odkryto dopiero niedawno. W naturze kilka grzybów, takich jak rozkładające lignocelulozę podstawczaki, zawiera enzymy peroksydazy, które pomagają im atakować biomasę roślinną i odpowiadają za naturalny recykling większości związków węgla w ekosystemach lądowych. Stanowią one potencjalne źródło ważnych dla przemysłu oksydoreduktaz, które badano w ramach finansowanego ze środków UE projektu "Novel and more robust fungal peroxidases as industrial biocatalysts" (PEROXICATS) z zamiarem dostarczenia unijnemu przemysłowi nowych peroksydazowych biokatalizatorów o różnorodnych właściwościach katalitycznych. Naukowcy przebadali szereg różnych kultur grzybów żyjących w określonych/ekstremalnych siedliskach, aby uzyskać enzymy o właściwościach oksoreduktazy. Badania in silico doprowadziły do odkrycia nowych rodzin enzymów oksydoreduktaz, a najbardziej obiecujące z nich zostały przebadane pod kątem działania katalitycznego po ekspresji heterologicznej. Dzięki przeprowadzeniu analizy porównawczej struktury i funkcji uczonym udało się poprawić wydajność enzymów (właściwości robocze i katalityczne) poprzez racjonalne projektowanie lub kierowaną ewolucję. Scharakteryzowano wiele reakcji biotransformacji katalizowanych przez nowo znalezione enzymy oraz wskazano na możliwość wykorzystania ich w sektorze chemicznym lub farmaceutycznym. Wykorzystanie biokatalizatorów opracowanych w ramach projektu PEROXICATS w różnych procesach przemysłowych pozwoli na obniżenie kosztów oraz opracowanie przyjaznych dla środowiska metod biotechnologicznych. Aktualnie w ramach projektu INDOX będącego kontynuacją omawianej inicjatywy prowadzona jest ocena tych enzymów pod kątem zastosowania w średniej i dużej skali.
Słowa kluczowe
Enzymy grzybowe, aktywność biokatalityczna, oksoreduktazy, peroksydazy grzybowe, peroksydazy zawierające hem, biokatalizatory przemysłowe, biotransformacja
