格赖夫斯瓦尔德革命性的酶发现：水是一个秘密！

格赖夫斯瓦尔德革命性的酶发现：水是一个秘密！

格赖夫斯瓦尔德大学的研究人员最近在酶研究领域取得了突破性的发现。这些对参与糖分子转化的酶的结构和功能的新见解可能在食品加工和生物燃料生产中具有深远的应用。结果于2025年7月31日发表在著名的专业期刊上 自然通讯 发表。

这项研究的核心部分是发现了一种精确整合的水分子，它取代了氨基酸，取代了碳水化合物酯酶活性中心的功能。这些酶属于水解酶家族，负责酯键的裂解和形成。它们在工业酶市场中的重要性是巨大的，因为它们广泛应用于生物质采矿、食品和饲料工业、农用化学品生产和生物修复等领域。

水介导的催化三联体

该研究特别关注 CE20 酶家族的两个代表：Fl8CE20_II 和 PpCE20_II。这些酶的完整结构由 DFG 资助的研究小组使用 X 射线晶体学进行了解码。这一令人惊讶的结果导致该结构被命名为“水介导的催化三联体”。

一个重要的发现是水分子在酶的活性中起着核心作用。为了测试对水分子协调的影响，检查了酶的各种突变体。这些结果显着扩展了对酶机制的理解，并为这些知识的生物技术应用开辟了新的视角。

工业应用及未来展望

酯类工业应用的广泛可能性是显着的。食品工业、纺织工业和生物传感器的生产等都需要酯酶。对可在极端条件下使用的极端酯酶的需求也不断增加，这凸显了它们对环境友好和可持续化学的重要性。提取和使用这些酶的创新方法也正在开发中。

此外，Fraunhofer IGB 还积极参与酶的生产和优化。不仅对脂肪酶、蛋白酶等水解酶进行研究，还对氧化还原酶进行研究。对生物技术过程的关注能够实现这些酶的重组生产，从而提高其工业用途的可用性。

此类应用的一个例子是脂肪酶，它约占全球酶市场的 5%，并用于许多过程，例如甘油三酯的水解。蛋白酶也很重要，约占所有商业酶或用于精炼植物油的特殊酶的 60%。

格赖夫斯瓦尔德大学的最新发现不仅支持基础研究，而且对化学的可持续发展具有实际意义。这些发现为生物技术的进一步研究提供了起点，并可能导致行业的重大进步。
这项研究的联系人是格赖夫斯瓦尔德大学生物化学研究所的 Uwe Bornscheuer 教授和 Michael Lammers 教授。