Rationales Design

Biokatalysatoren können auf der Grundlage von rationalem Design entwickelt werden, bei dem die Auswirkungen struktureller Veränderungen auf katalytische Verhaltensweisen durch physikalische Modelle vorhergesagt werden. Dies wird normalerweise im Gegensatz zur gerichteten Evolution betrachtet. Um rationales Design zu erreichen, sollte die strukturelle und funktionale Beziehung auf der Grundlage von Studien zu natürlichen Enzymen verstanden werden. Natürliche Biokatalysatoren haben relativ enge Funktionalitäten, da die Arten von Cofaktoren und natürlich vorkommenden Aminosäuren begrenzt sind. Daher werden viele Anstrengungen im rationalen Design unternommen, um künstliche Enzyme über die Natur hinaus zu entwerfen. Zum Beispiel werden viele Ansätze für Metalloenzyme entwickelt, wie Metallsubstitution, Ersatz von Metallcofaktoren und die Incorporation von unnatürlichen Aminosäuren (UAAs) in native oder de novo Protein-Gerüste, sowie mit Hilfe von computergestützten Designs.

Obwohl sich der Großteil des rationalen Designs auf die Nachahmung des aktiven Zentrums einfacher natürlicher Enzyme konzentriert, wird der aktuelle Trend dieses Ansatzes dank fortschrittlicher Techniken und Kenntnisse viel zuverlässiger und leistungsfähiger, was fortschrittliche künstliche Biokatalysatoren mit potenziellen Anwendungen bietet:

1. Wechsel von strukturellen zu funktionalen Modellen, um hohe Effizienz und Selektivität zu erreichen;
2. Nicht-kovalente Wechselwirkungen der sekundären Sphäre wie H-Bindungswechselwirkungen werden berücksichtigt;
3. Unnatürliche Komponenten wie UAAs werden ausgenutzt;
4. Komplexe Systeme werden entworfen, wie Membransysteme, photocatalytische Systeme und Multi-Enzym-Systeme;
5. Die Strategien konzentrieren sich stärker auf potenzielle Anwendungen mit zunehmendem Verständnis der Mechanismen für natürliche Enzyme.

Creative Enzymes bietet neuartige Biokatalysatoren und künstliche Biosysteme für verschiedene maßgeschneiderte praktische Anwendungen auf der Grundlage fortschrittlicher computergestützter Strategien. Mit jahrelanger professioneller Erfahrung in chemischer Biologie und biomolekularer Technik bieten wir professionelle Rundum-Dienstleistungen:

• Studien zur Struktur-Funktions-Beziehung.
• Optimierung des mononukleären aktiven Zentrums.
• Systemisches Design für mehrere aktive Zentren.
• Katalytische Tests zur Verifizierung.