mini-proteinas

¿Por qué son enzimas menos activo en
disolventes orgánicos que en el agua?
Alexander M. Klibanov
Con el fin de aprovechar plenamente las oportunidades biotecnológicas practicadas por no acuosoenzimología, el tema de la actividad enzimática a menudo disminuido drásticamente en orgánicadisolventes compararon con la de agua deben ser abordados y resueltos. recienteestudios han dado grandes pasoshacia elucidar las causas de este fenómenode pérdida de actividad. Ninguna de estas causas es insuperable; mediante el diseño de estrategiasque apuntar sistemáticamente, la actividad enzimática en disolventes orgánicos puede serfácilmente reforzada por varios órdenes de magnitud y finalmente llevado a lanivel acuosa similar.Durante la última década, enzimología no acuoso tieneconvertido en unárea importante de investigación y ofbiotechnologydesarrollo ~. Aunque la noción de enzimáticaprocesos en disolventes orgánicos se reunieron inicialmente conescepticismo por la comunidad científica, no acuosoenzimología está estudiado y explotado por numerososlaboratorios académicos e industriales en todo el mundo,y el número de artículos dedicados a este tema tieneaumentado en los centenares 1.Larazón por la enzimología no acuoso tiene géneros ~: edasí que la emoción nmch es que las enzimas de exposicionespropiedades nuevas sorprendentes en disolventes orgánicos. Por ejemplo,en disolventes orgánicos a menudo enzimas catalizar reaccionesimposible en agua y son muy estables 1. Además,la selectividad de la enzima en disolventes orgánicos no es sólodistinta de la que en agua, pero se puedecontrollied notablemente,e incluso revertir, por los solvent2.3; este"ingeniería soNent 'por lo tanto proporciona una alternativa ala ingeniería de proteínas.Una serie de aplicaciones para las enzimas en orgánicadisolventes se han desarrollado en los procesos químicos(en particular para la síntesis de intermedios ópticamente activos),conversiones y análisis 1. El relacionadas con los alimentosordy nubeoscura se cierne sobre enzymolog2 no acuoso, 'es la noción (en gran parte, aunque no siempre, correcta)que las enzimas en disolventes orgánicos son mucho menos activos queen el agua. Por ejemplo, las proteasas ot-quimotripsinay subtilisina tienen actividades 104-105 veces menor enoctanaje anhidro que en el agua; las dos enzimas sonmenos aún activo en la mayoría de los disolventes orgánicos 4.Talnúmeros parecen ser típicos, aunque dos comentariosse debe hacer. En primer lugar, mientras que la desventaja de transferenciaa partir de agua a disolventes orgánicos, enzimas, sin embargo,siendo catalizadores impresionantes en disolventes orgánicos. paraejemplo, en el caso Ofot-quimotripsina y subtilisina,la especificidad constante, kcat / KM, de una transesterificación enzimáticareacción en octanoanhidro excede elconstante de velocidad bimolecular de la misma reacción sinenzima como por nmch como 1011 veces 4. En segundo lugar, mientraslas tasas de los procesos enzimáticos en disolventes anhidrosson de hecho empequeñecido por los de agua, esto no esnecesariamente así en los hidratados. Por ejemplo, polifenoloxidasa en octanol que contiene 3% de agua retienemás de un tercio de su actividad"en el agua s. Del mismo modo,
la actividad, de la alcohol deshidrogenasa de levadura en isopropílicoéter que contiene 0,5% de agua es de aproximadamente un cuarto de esaen solución acuosa s.Estos comentarios obstante, el hecho de quela actividad enzimática, en anhidro o casi anhidrodisolventes está a la altura de la de agua amenaza con claridadel potencial práctico de enzimología noacuoso(aunque debe tenerse en cuenta que a partir de lapunto de vista industrial, la verdadera pregunta es si elactividad enzimática "es lo suficientemente alto como para el destinadoaplicación, no cómo se compara con la de agua).Por lo tanto, el tema de la pérdida de actividad debe ser confrontadoy, con suerte, aliviado. La única manera de hacerlo racionalmentees para dilucidar por qué la actividad...