Một nhóm các nhà khoa học từ CH Séc, Đức và Nhật đã phát triển một phương pháp mới để cải tiến tính chất của enzyme. Nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí Nature Chemical Biology.
Enzyme đã bị biến đổi có thể được sử dụng thay thế cho các chất hóa học độc hại mà khi sử dụng chúng có ảnh hưởng nặng nề đến môi trường sống, đến sức khỏe của con người và động vật. Trong tự nhiên, nhiều hợp chất không thể được phân hủy một cách nhanh chóng được, vì thế các nhà khoa học cố gắng phát triển một phương thức mới mà có thể ứng dụng để loại bỏ chúng một cách hiệu quả ra khỏi môi trường.
Nguyên tắc cơ bản của khám phá này dựa trên các kỹ thuật thao tác di truyền ở một số enzyme mà chúng có vai trò giúp khởi đầu và thúc đẩy các phản ứng hóa học. Hiện tại, chúng ta có thể sử dụng sự biến đổi gen để thay đổi tính chất của enzyme để chúng có thể hoạt động nhanh hơn và hiệu quả hơn, thay thế các hợp chất độc hại đến môi trường đang được sử dụng. Hiện nay, các nhà khoa học chú ý đến các vị trí hoạt động đặc biệt trên cấu trúc enzyme mà tại đó các phản ứng hóa học chính xảy ra. Phương pháp này chú ý vào những vị trí trên các cấu trúc liên kết cơ chất để thực hiện phản ứng xúc tác. Kỹ thuật biến đổi di truyền giúp tăng khả năng tiếp xúc của enzyme đối với cơ chất nên giúp tăng hoạt tính của enzyme.
Trái: mô hình cấu trúc của DhaA tự nhiên;
Phải: mô hình cấu trúc của DhaA bị biến đổi ở một số vị trí chọn lọc
Nhóm nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật này để biến đổi gen của một enzyme nhằm phân hủy chất độc – trichloropropane (TCP). TCP là một loại chất lỏng không màu, là chất thải cực độc của ngành công nghiệp hóa chất. Nó có thể tồn tại trong đất và nguồn nước hơn 100 năm.
Có thể làm ô nhiễm nguồn nước uống và là một chất gây ung thư. Sử dụng kỹ thuật mới, nhằm sự biến đổi cấu trúc enzyme khiến các enzyme bị biến đổi có thể phân hủy chất này nhanh hơn 32 lần hơn so với enzyme gốc.
Phương pháp này đem lại nhiều tiềm năng ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm và y dược.
Hoàng Hà Nam (Theo "ScienceDaily").