Les enzymes sont largement utilisées dans notre vie quotidienne. Comme de petits soldats, les enzymes de la lessive agissent pour démanteler les taches de graisse sur les vêtements, tout comme ils servent à transformer la paille en bioéthanol ou à faire office d'usines pharmaceutiques miniatures.

Maintenant, des chercheurs du département de chimie de l'université de Copenhague ont découvert un moyen de surveiller les flux de travail enzymatiques. Leurs résultats viennent d'être publiés dans Rapports scientifiques .

"Nous n'avons jamais été capables d'assister à ce que font les enzymes pendant qu'elles fonctionnent. C'est la même chose que, non seulement être capable d'observer quelqu'un aller et revenir du travail, mais avoir la capacité de voir ce qu'ils font au travail et de voir à quel point leur travail est efficace, " selon Søren Schmidt-Rasmussen Bohr, dont la thèse de doctorat est basée sur la recherche.

Il explique que pouvoir surveiller les enzymes et cartographier leur semaine de travail permet de cibler la composition en acides aminés des enzymes, qui contrôle directement leur fonction.

Le développement d'enzymes ciblées est un domaine de recherche majeur

La conception enzymatique est un domaine de recherche qui a suscité un immense intérêt international. Tellement, que le prix Nobel de chimie de l'année dernière a été décerné pour l'optimisation ciblée des enzymes.

Avec une compréhension du fonctionnement de divers acides aminés dans les enzymes, on peut commencer à personnaliser les enzymes et à les rendre beaucoup plus efficaces. Quelques-uns des exemples les plus évidents incluent la conception d'enzymes qui convertissent plus efficacement la paille en biocarburants ainsi que des conceptions qui réduisent la concentration d'enzymes dans les poudres à laver, où quelques restes efficaces deviennent assez durs pour faire le travail.

"Selon l'enzyme, il pourrait être avantageux de prolonger la durée de leur travail ou de les rendre plus efficaces au travail. Cela rendra de nombreux processus industriels à la fois moins chers et plus écologiques, " selon le professeur agrégé Nikos Hatzakis, qui dirige la recherche.

Réduction des coûts des médicaments, chimie plus verte

Ce que Schmidt-Rasmussen Bohr espère le plus, c'est que la nouvelle approche puisse être une étape vers la création d'enzymes plus efficaces pour la fabrication de médicaments qui servent à réduire l'empreinte toxique de l'industrie pharmaceutique. Des enzymes plus efficaces se traduiront par moins de déchets et une fabrication à des températures plus basses, qui réduira le CO 2 émissions.

"Avec de meilleures enzymes, on peut simplifier les procédés chimiques nécessaires à la fabrication de produits pharmaceutiques, qui conduira à terme à une réduction des coûts des médicaments, " affirme Schmidt-Rasmussen Bohr.

La méthode observe l'emplacement de l'enzyme

Les chercheurs ont combiné une méthode connue sous le nom de « Single Particle Tracking, " par lequel la position et la vitesse des enzymes sont observées, avec un traitement de données avancé qui peut prédire combien de temps les enzymes sont au travail et en pause. En pratique, La microscopie à fluorescence avancée est utilisée pour zoomer à l'échelle nanométrique et observer les mouvements d'enzymes individuelles. Après, des modèles statistiques sont déployés pour déterminer ce que font réellement les enzymes lorsqu'elles se déplacent et interagissent avec les graisses.

Jusqu'à maintenant, le développement enzymatique le plus ciblé a été accompli en échangeant au hasard certains acides aminés contre d'autres, ce qui a rendu assez compliqué la production des meilleures enzymes possibles pour un objectif donné.