Leiden-forskare har hittat små rörelser i laccase-enzymet. Denna upptäckt kan leda till utveckling av mycket mer effektiva biobränsleceller. Publicering i Biofysisk tidskrift .

Laccasproteinenzymet är en mycket effektiv katalysator, vilket gör det intressant att använda i biobränsleceller. Lackasenzymet kan effektivt skapa vatten från syre utan att skapa väteperoxid, en instabil förening som skulle skada biobränsleceller. Eftersom proteiner tenderar att vara instabila, forskare har försökt återskapa lackas egenskaper i mer hållbara oorganiska föreningar.

Även om dessa nya oorganiska föreningar är robustare än de ursprungliga proteinerna, de är inte lika effektiva. En ny upptäckt av kemiker från Leiden öppnar upp nya möjligheter att förbättra de oorganiska replikerna.

Ända tills nu, forskare ansåg att laccaser var ganska stela och har gjort oorganiska repliker för att vara lika fasta. Kemisten Rubin Dasgupta och andra vid Leiden Institute of Chemistry (LIC) har upptäckt små rörelser inuti proteinet som kan bidra till lackas effektivitet.

Mikrosekunder

Dessa små rörelser sker på enzymets så kallade aktiva plats, den exakta punkten på proteinet där kemiska reaktioner äger rum. Rubin Dasgupta förklarar hur han upptäckte de små rörelserna:"Vi använde kärnmagnetisk resonansspektroskopi för att titta på den aktiva platsen för laccasproteinet. Vi upptäckte att laccas rör sig lite. Dessa rörelser tar bara millisekunder, vilket tyder på att de kan vara involverade i reaktion."

Enligt Dasgupta, denna dynamik kan vara ansvarig för att styra protoner och elektroner till rätt plats under en kemisk reaktion. Eftersom de oorganiska replikerna är utformade för att vara styva, de saknar möjligheten att styra partiklar på samma sätt. Detta kan delvis förklara deras lägre effektivitet jämfört med naturligt laccas.

Bakteriellt protein

Lackaser upptäcktes första gången på artonhundratalet, men studierna av det specifika proteinet Dasgupta upptäcktes 2004. Medan de flesta studerade laccaser kommer från svampar, detta specifika enzym kom från bakterien Streptomyces coelicolor.

Dasgupta:"Vi valde just detta protein eftersom det har några fördelar jämfört med svamplackaser. Normala laccaser blir inaktiva i närvaro av salt eller hög alkalinitet. Detta Streptomyces-protein förblir aktivt under salt eller alkaliska förhållanden. Om vi ​​kan skapa ett oorganiskt replika som efterliknar både de små rörelserna och är resistent mot högt pH, det blir möjligt att designa ett helt nytt sortiment av effektiva biobränsleceller. "