Jaký vliv mají iontové kapaliny na enzym formát dehydrogenázu?

Iontové kapaliny jsou vlastně soli v kapalné podobě. Nejčastěji to bývají sloučeniny, které se skládají z velkého organického kationtu a anorganického či organického aniontu, a zároveň mají bod tání nižší než 100 °C. Některé iontové kapaliny jsou kapalné i za pokojové teploty. Vhodnou kombinací kationtu a aniontu je přitom možné nastavit, jaké vlastnosti bude výsledná iontová kapalina mít. 

Jde o látky, které jsou relativně málo toxické, nehořlavé, a také poměrně teplotně, chemicky i elektrochemicky stabilní. Jsou to dobrá rozpouštědla pro řadu organických i anorganických sloučenin. Vzhledem ke svým vlastnostem mají iontové kapaliny velký potenciál k rozmanitému využití. Používají se v syntetické chemii, je možné je využít k oddělení kapalných nebo i plynných směsí, mohou to být lubrikanty i elektrolyty v bateriích. Našly si uplatnění i ve výzkumu, včetně studia biokatalýzy. 

Babak Minofar z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích se s mezinárodním týmem kolegů podílel na výzkumu vlivu vybraných iontových kapalin na enzym formát dehydrogenázu. Jde o enzym, který katalyzuje oxidaci formátu, čili mravenčanu, na oxid uhličitý. Tato reakce je přitom finálním krokem metabolické dráhy oxidace metanolu, která je klíčová pro metylotrofní organismy. Badatelé použili formát dehydrogenázu z bakterie pseudomonády Pseudomonas sp. 101 ze skupiny gamaproteobakterií, a rovněž mutovanou termostabilní variantu tohoto enzymu. Vliv iontových kapalin na enzym zkoumali experimentálně i pomocí simulací molekulární dynamiky. Výsledky výzkumu například ukazují, že některé iontové kapaliny za nízkých koncentrací zvyšují aktivitu enzymu až o 42 procent, ale jenom u jeho mutované termostabilní varianty. 

D'Oronzo, E., Secundo, F., Minofar, B., Kulik, N., Pometun, A. A., Tishkov, V. I. 2018. Activation/Inactivation Role of Ionic Liquids on Formate Dehydrogenase from Pseudomonas sp. 101 and Its Mutated Thermostable Form. CatChemCat 10: 3247–3259.

Kontakt: Babak Minofar, MSc., Ph.D. (babakminoofar at gmail.com)


O přírodovědě.cz

Edukačně-popularizační portál Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích určený pro středoškoláky, jejich vyučující, ale i veřejnost. Představujeme zde naše aktivity, výzkumy a objevy.