För första gången någonsin har ett helt konstgjort kemiskt enzym framgångsrikt använts för att neutralisera ett gift som finns naturligt i frukt och grönsaker.
Chemzymes är designade molekyler som efterliknar målinriktningen och effektiviteten hos naturligt förekommande enzymer och den nyligen utexaminerade Dr. Bjerre är nöjd med hennes resultat. "Att visa att dessa molekyler är kapabla att sönderdela gifter krävde enorma mängder arbete och tid. Men det har varit värt varenda minut eftersom det bevisar den allmänna poängen att det är möjligt att designa artificiella enzymer för denna klass av uppgifter", förklarar Bjerre.
Enkla molekyler som utför komplexa uppgifter
De flesta känner till enzymer som en ingrediens i tvättmedel. I våra kroppar är enzymer ansvariga för att bryta ner allt vi äter, så att våra kroppar kan ta upp näringsämnena. Men de bryter också ner intagna gifter, vilket säkerställer att våra kroppar överlever mötet. I flera viktiga aspekter fungerar artificiella enzymer på samma sätt som naturligt förekommande. Men där naturliga enzymer är stora och komplexa, har de konstgjorda reducerats till grunderna.
En konsekvens av denna enkelhet är att det borde vara lättare att designa chemzymes för riktade uppgifter. Med färre delar finns det mindre att gå fel när man ändrar strukturen på chemzymes. Och för enzymer såväl som för deras artificiella motsvarigheter kommer även små förändringar i strukturen att få enorma konsekvenser för funktionaliteten. I detta är enzymer mycket som handverktyg, där sax och plattång, fastän nästan identiska, har väldigt olika uppgifter.
Även om naturligt förekommande enzymer är flera storleksordningar mindre än en plattång, är de fortfarande oöverträffade verktyg. Några av de snabbaste kemiska reaktionerna sprängs av när enzymer läggs till buljongen. Flera kända enzymer i kroppen katalyserar mer än en miljon reaktioner per sekund när de bryter ner föreningar. Det finns bara en nackdel med enzymer. De är extremt ömtåliga. Om ett enzym i vår kropp skulle värmas till över sextiofem grader eller utsättas för organiska lösningsmedel, skulle det omedelbart denatureras. De skulle nysta upp och sluta fungera.
Ingen har hittills lyckats designa kemzymer som är i närheten av lika snabba som deras naturligt förekommande kusiner. Men de är mycket mer motståndskraftiga. Konstgjorda enzymer tar på sig värme och lösningsmedel utan att slå ett molekylärt ögonlock. En av konsekvenserna av detta är att kemzymer kan masstillverkas med hjälp av industriella kemiska processer. Detta är en stor fördel när du behöver mycket produkt i all hast.
Att producera naturliga enzymer i industriella miljöer är betydligt mer tidskrävande eftersom de måste odlas. Snarare som att man odlar äpplen eller spannmål.
Så de robusta och designbara föreningarna kan visa sig vara precis vad som behövs för en mängd olika jobb. Inte minst inom läkemedelsindustrin, där behovet är enormt av kemiska föreningar som kan lösa problem som ingen mängd design någonsin skulle kunna justera de naturliga att arbeta på, som är opåverkade av industriella processer, och dessutom billiga att tillverka..
