Neues Wunder-Enzym macht Medikamente günstiger & Chemie besser

Ein neuartiges Enzym, entwickelt von Forschern der Universität Manchester, könnte die Herstellung wichtiger Chemikalien und Medikamente ganz neu aufstellen. Es arbeitet effizienter und umweltfreundlicher als bisherige Methoden.

Neues Enzym SNAr1.3 revolutioniert Herstellungsprozesse

Das als SNAr1.3 bezeichnete Enzym katalysiert sogenannte nukleophile aromatische Substitutionsreaktionen (SNAr). Bei diesen Reaktionen wird ein Atom oder eine Atomgruppe in einem Molekül durch eine andere ersetzt. SNAr-Reaktionen sind in der Herstellung vieler Arzneimittel und landwirtschaftlicher Chemikalien von zentraler Bedeutung, erfordern bisher jedoch oft hohe Temperaturen und umweltschädliche Lösungsmittel.

Im Gegensatz dazu arbeitet SNAr1.3 in wässrigen Lösungen bei moderaten Temperaturen. Es kann über 4.000 Reaktionszyklen ohne Wirksamkeitsverlust durchführen und erzeugt Moleküle in einer einzigen spiegelbildlichen Form. Diese Präzision ist besonders für die Arzneimittelherstellung wichtig, da die räumliche Anordnung von Atomen die Wirksamkeit und Sicherheit von Medikamenten beeinflusst.


Die Entwicklung von SNAr1.3 erfolgte durch einen Prozess namens gerichtete Evolution. Dabei testeten die Forscher über 4.000 Varianten eines Ausgangsenzyms und wählten schrittweise die effektivsten aus. Das Ergebnis ist ein Enzym mit sechs Mutationen, das 160-mal aktiver ist als sein Vorgänger. Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Nature berichten, kann SNAr1.3 eine Vielzahl von chemischen Reaktionen katalysieren und sogar komplexe Strukturen wie quaternäre Kohlenstoffzentren bilden - eine Struktur, die in vielen modernen Arzneimitteln vorkommt und deren Herstellung bisher als besonders anspruchsvoll galt.

Transformativ

Professor Anthony Green von der Universität Manchester betont: "Dieses Enzym könnte für die Industrie transformativ sein. Es beschleunigt nicht nur eine entscheidende Klasse chemischer Umwandlungen, sondern tut dies mit bemerkenswerter Präzision." Der Einsatz von SNAr1.3 könnte Unternehmen helfen, ihre Produktionsprozesse umweltfreundlicher und kostengünstiger zu gestalten, ohne Abstriche bei der Qualität zu machen. Die Forscher sehen ihre Arbeit als Grundstein für die Entwicklung weiterer spezialisierter Enzyme, die die chemische Industrie nachhaltig verändern könnten.



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