Pintar Pelajaran Inilah Cara Meningkatkan Laju Katalitik Enzim Hingga 3.000 Persen

Inilah Cara Meningkatkan Laju Katalitik Enzim Sampai 3.000 Persen - Cahaya pada panjang gelombang tertentu sanggup dipakai untuk meningkatkan fungsi suatu enzim sebanyak 30 kali lipat dan berpotensi sebagai cara untuk menghasilkan biofuel yang lebih murah, deterjen dan sejumlah produk lainnya.

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam The Journal of Physical Chemistry Letters, tim yang dipimpin Agarwal Pratul dari Department of Energy’s Oak Ridge National Laboratory menggambarkan sebuah proses yang bertujuan untuk meningkatkan sifat dasar enzim, dan hal itu terjadi dalam sekejap mata.

“Ketika cahaya memasuki mata dan mengenai pigmen yang dikenal sebagai rhodopsin, hal itu mengakibatkan terjadinya reaksi kimia yang kompleks, termasuk perubahan konformasi,” kata Agarwal. ”Perubahan ini terdeteksi oleh protein yang terkait dan melalui rantai reaksi yang terlibat di dalamnya, maka cahaya akan diubah menjadi sinyal listrik untuk otak.”

Dengan pandangan tersebut diatas ini sebagai model, tim Agarwal berteori bahwa hal itu harusnya mungkin sanggup meningkatkan efisiensi katalitik reaksi enzim dengan menambahkan unsur kimia pada permukaan enzim dan memanipulasinya dengan penggunaan cahaya yang sesuai.

Pengaruh fotoaktivasi terhadap enzim yang dimodulasi dan tanpa dimodulasi (Credit: J. Phys. Chem. Lett.)

Para peneliti memperkenalkan saklar  molekul yang sanggup diaktifkan oleh cahaya di dua tempat pada enzim lipase Candida antarctica B, atau CALB  yang memecah molekul lemak. Metode ini diidentifikasi melalui pemodelan yang dilakukan oleh superkomputer Jaguar DOE.

“Dengan pendekatan ini, pekerjaan awal kami dengan CALB menunjukkan pandangan bahwa, teknik memperkenalkan senyawa yang mengalami perubahan konformasi (bentuk) akhir diinduksi oleh cahaya di permukaan protein sanggup dipakai untuk memanipulasi reaksi enzim,” kata Agarwal.

Saat para peneliti memperoleh hasil laboratorium terakhir di kawan industri Athena ES , pemodelan komputasi dilakukan Agarwal untuk menguji ribuan kombinasi dari susunan enzim, modifikasi kimia, perbedaan panjang gelombang cahaya, perbedaan suhu dan saklar yang diaktifkan oleh cahaya.

Simulasi yang dilakukan pada superkomputer Jaguar DOE juga memungkinkan peneliti untuk lebih memahami bagaimana gerakan internal enzim mengontrol acara katalitiknya.

“Pemodelan ini sangat penting alasannya membantu kam imengidentifikasi tempat pada enzim yang dimodifikasi oleh adanya interaksi dengan materi kimia,” kata Agarwal, anggota Divisi Matematika.dan Ilmu Komputer ORNL.

“Pada akhirnya, pemodelan ini sanggup membantu kami memahami bagaimana energi mekanik dari permukaan alhasil sanggup ditransfer ke sisi aktif enzim dimana ia dipakai untuk melaksanakan reaksi kimia.”

Agarwal mencatat bahwa enzim ada pada setiap organisme. Saat ini enzim dipakai secara luas di industri sebagai katalis untuk produksi biofuel dan banyak produk lainnya. Para peneliti percaya temuan ini sanggup mempunyai potensi besar untuk meningkatkan efisiensi enzim, terutama yang berkaitan dengan biofuel.

Referensi Jurnal:

Pratul K. Agarwal, Christopher Schultz, Aristotle Kalivretenos, Brahma Ghosh, and Sheldon E. Broedel, Jr. 2012. Engineering a Hyper-catalytic Enzyme by Photoactivated Conformation Modulation. J. Phys. Chem. Lett. 3: pp 1142–1146. http://dx.doi.org/10.1021/jz201675m

Artikel ini merupakan terjemahan dari materi yang disediakan oleh ORNL (Oak Ridge National Laboratory). Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Share this post