En studie ledd av ANU har återgett den evolutionära historien för ett modernt enzym med en teknik som kallas släktproteinrekonstruktion - en upptäckt som kommer att hjälpa nya enzymer att konstrueras för användning inom medicin och industri.

Huvudförfattaren Dr. Ben Clifton från ANU sa medan experimentell evolutionär biokemi hade gett stor insikt i utvecklingen av nya enzymer, många frågor förblev obesvarade.

"Denna teknik tillåter oss att återuppstå, på sätt och vis, proteiner som har varit utdöda i miljontals år, så att de kan studeras i labbet, " sa Dr. Clifton från ANU Research School of Chemistry.

Det nya arbetet med enzymet som kallas cyklohexadienyldehydratas, publiceras i Naturens kemiska biologi , avslöjar de molekylära evolutionära processerna som ligger till grund för uppkomsten av nya enzymer.

"Enzymer är proteiner som är viktiga för livet på grund av deras förmåga att påskynda specifika kemiska reaktioner, " sa Dr Clifton.

"Att förstå de evolutionära processerna som skapar nya enzymer är viktigt eftersom vi sedan kan efterlikna dessa processer för att designa eller konstruera enzymer för våra egna syften inom bioteknik- eller läkemedelsindustrin."

Seniorforskare docent Colin Jackson från ANU sa att en stor utmaning med att använda enzymer inom bioteknik eller medicin var att konstruera dem för att utföra specifika uppgifter, snarare än vad de naturligt har utvecklats för att göra.

"Det stora problemet vi står inför när vi utvecklar enzymer är först att förstå hur de fungerar, och hur de kan få nya funktioner, "sa doktor Jackson, som är ARC Future Fellow vid ANU Research School of Chemistry.

"Tidigare studier om enzymutveckling har visat hur det är möjligt för nya enzymer att utvecklas från befintliga enzymer - men vi visste fortfarande väldigt lite om hur enzymer utvecklades i första hand, " han sa.

Dr. Clifton sa att forskargruppen kunde visa hur individuella mutationer i ett inaktivt protein introducerade och gradvis förfinade proteinets förmåga att påskynda en viss kemisk reaktion.

"Vårt arbete ger det mest detaljerade exemplet, hittills, av en naturlig evolutionär process som kan skapa ett enzym från grunden, " han sa.