University of Queensland-ledd forskning som återskapar 450 miljoner år gamla enzymer har resulterat i ett biokemiskt ingenjörshack som kan leda till nya läkemedel, smaker, dofter och biobränslen.

Professor Elizabeth Gillam från UQs School of Chemistry and Molecular Biosciences sa att studien visade att uråldriga enzymer kunde överleva höga temperaturer och att detta kan hjälpa till att skapa kemikalier billigt och i stor skala.

"Vi tittade på hur vi kunde använda ett biologiskt medel, som enzymer, för att påskynda kemiska reaktioner, som ett alternativ till nuvarande kommersiella processer, " sa professor Gillam.

"Det är ofta mycket svårt att göra exakta förändringar av komplexa kemikalier, men detta är viktigt i många branscher, läkemedelsindustrin är ett utmärkt exempel.

"Dessa metoder attackerar ofta flera platser på en kemikalie, så man slutar med en blandning av biprodukter, samtidigt som det ofta kräver mycket energi och skapar skadligt avfall."

Teamet hittade enzymer som var mer effektiva vid högre temperaturer och som kunde vara bättre, snabbare och billigare katalysatorer, använder mindre energi och undviker giftiga kemikalier.

"Naturligt förekommande enzymer överlever inte tillräckligt länge för att göra detta alternativ konkurrenskraftigt - så vi kom på ett hack, "Sade professor Gillam.

"Dessa enzymers förfäder från före kambrisk tid kunde överleva stor värme, när temperaturen på jorden var runt 60 grader Celsius.

"Vi fick alla gensekvenser vi kunde för en viss uppsättning gamla enzymer, arbetade fram deras genetiska evolutionära historia och bestämde den mest sannolika sekvensen av deras gemensamma förfader som skulle ha funnits i de tidigaste ryggradsdjuren.

"Då återskapade vi den här genen, stoppade in den i en bakterie och testade egenskaperna hos enzymet den kodade för."

Teamet fann att det förfäders enzym kunde hantera höga temperaturer och varade cirka 100 gånger längre vid omgivande temperaturer.

"Detta betyder mer "bang for your buck" i en kommersiell process, men också förbättrar miljömässig hållbarhet, och vidgar vår förståelse och användning av enzymer inom syntetisk biologi.

"Bredden av kommersiella tillämpningar begränsas bara av fantasin.

"Till exempel, denna upptäckt kan främja områden som genterapi eller hjälpa till att åtgärda förorenade miljöer – det finns mycket arbete att göra."