Forskare vid universitetet i Würzburg har kemiskt modifierat enzymet levansukras med en ny metod. Enzymet kan nu producera sockerpolymerer som är spännande för tillämpningar inom livsmedelsindustrin och medicin.

Enzymer är naturens verktyg som accelererar nästan alla biokemiska reaktioner i levande celler som biologiska katalysatorer. Av denna anledning, enzymer har använts i den kemiska industrin sedan en tid tillbaka - i tvätt- och rengöringsmedel, tandkrämer och schampon, men även i livsmedel. Enzymer hjälper till vid produktionen av papper, textilier, läder, mediciner, biobränslen och andra produkter.

Enzymer från skrädderibranschen

Biokemiskt, enzymer är proteiner som är sammansatta av naturliga aminosyror. De bildar en tredimensionell struktur. Precis som en nyckel passar i ett lås, varje specifik molekyl passar in i ett enzym och enzymet omvandlar det till en ny produkt.

Tekniskt, det är möjligt att byta ut enskilda aminosyror i ett enzym och därmed ändra dess struktur så att det nu kan bearbeta andra molekyler. På det här sättet, Brittiska forskare har nyligen skapat ett mutant enzym som bryter ner plast.

Levansukrasets yta förändrades

Kemister från Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) i Bayern, Tyskland, har nu gått ett steg längre i att skräddarsy enzymer:"Vi tänkte vilka fascinerande möjligheter som skulle uppstå om vi kunde förändra ytan på enzymer kemiskt och använda molekylernas kemiska utrymme, säger Jürgen Seibel, Professor i organisk kemi vid JMU. "Vi har utvecklat en reaktion som inte sker i naturen på det här sättet. Det ger oss mycket frihet att omforma enzymytor."

Som JMU-forskarna rapporterar i tidskriften Kemivetenskap , de gjorde först om ytan av enzymet levansukras. Nu, enzymet kan omvandla bordsockret (sackaros) direkt till en polymer av fruktosbyggstenar.

"Än så länge, en sådan syntes har varit möjlig med levansukras, men det fungerar mycket mer effektivt med det modifierade enzymet, " förklarar Seibel. Omvandlingen av enzymet per sekund är nu betydligt högre; dessutom, den producerar huvudsakligen den önskade produkten och inga oavsiktliga biprodukter.

Intressant för medicin- och livsmedelsindustrin

Fruktospolymeren skulle kunna användas som en biogel för vävnadstransplantation inom medicin eller i livsmedelsindustrin – till exempel som ett probiotiskt tillskott i yoghurt eller barnmat. För precis som andra funktionella sockerarter, polymeren skulle också kunna tjäna vissa tarmbakterier som föda och indirekt utöva ett hälsofrämjande inflytande på människans tarmflora.