Ферментный катализатор поможет уменьшить промышленное использование азотной кислоты

Источник: indasad.ru

Реакция нитрования (присоединение группы NO₂ к органическим молекулам) имеет большое значение для промышленности. Она используется в изготовлении взрывчатых веществ и нитроароматических соединений, важнейшего химического сырья. В настоящее время нитрование ароматических веществ производится в основном при помощи опасных и агрессивных кислот — азотной и серной. Ученые из Университета Уорвика (Великобритания) в сотрудничестве с коллегами из Корнельского Университета (США) предложили биокатализатор для проведения реакции нитрования. Это энзим, выделенный из бактерии, вызывающей паршу картофеля — Streptomyces scabies. Вещество под названием TxtE входит в ферментную группу цитохромов P450. Цитохромы Р450 широко распространены в живых организмах, обычно они несут ответственность за гидроксилирование и другие окислительные реакции. TxtE — энзим, который направленно эволюционировал для использования в качестве катализатора нитрования.

Он вводит нитрогруппу при помощи монооксида азота, генерируемого из аминокислоты аргинина ферментом — партнером txtD (нитрооксидсинтаза), и молекулярного кислорода. Поэтому протеин может использоваться в химической промышленности для производства нитроароматических веществ. Как отмечает руководитель проекта профессор Грег Чаллис, в природе TxtE катализирует введение нитрогруппы в определенную позицию ароматического кольца аминокислоты триптофана. Эта реакция — первый важный шаг синтеза токсина такстомина А. Такстомин ингибирует производство целлюлозы, вызывая повреждения клеточных стенок и позволяя инфекции Streptomyces scabies заразить клубни картофеля. Решающая роль фермента TxtE в синтезе такстомина делает его потенциальной мишенью в разработке новых препаратов для борьбы с картофельной паршой.