Een studie onder leiding van ANU heeft de evolutionaire geschiedenis van een modern enzym nagegaan met een techniek die voorouderlijke eiwitreconstructie wordt genoemd - een ontdekking die zal helpen nieuwe enzymen te ontwikkelen voor gebruik in de geneeskunde en de industrie.

Hoofdauteur Dr. Ben Clifton van ANU zei dat terwijl experimentele evolutionaire biochemie veel inzicht had gegeven in de evolutie van nieuwe enzymen, veel vragen bleven onbeantwoord.

"Deze techniek stelt ons in staat om te herrijzen, in zekere zin, eiwitten die al miljoenen jaren uitgestorven zijn, zodat ze in het laboratorium kunnen worden bestudeerd, " zei Dr. Clifton van de ANU Research School of Chemistry.

Het nieuwe werk over het enzym cyclohexadienyldehydratase, gepubliceerd in Natuur Chemische Biologie , onthult de moleculaire evolutionaire processen die ten grondslag liggen aan de opkomst van nieuwe enzymen.

"Enzymen zijn eiwitten die essentieel zijn voor het leven vanwege hun vermogen om specifieke chemische reacties te versnellen, ' zei Dr. Clifton.

"Het begrijpen van de evolutionaire processen die nieuwe enzymen creëren is belangrijk omdat we die processen vervolgens kunnen nabootsen om enzymen te ontwerpen of te ontwikkelen voor onze eigen doeleinden in de biotechnologische of farmaceutische industrie."

Senior onderzoeker universitair hoofddocent Colin Jackson van ANU zei dat een grote uitdaging bij het gebruik van enzymen in de biotechnologie of geneeskunde was om ze te construeren om specifieke taken uit te voeren. in plaats van wat ze van nature zijn geëvolueerd om te doen.

"Het grote probleem waarmee we worden geconfronteerd als we enzymen ontwikkelen, is eerst begrijpen hoe ze werken, en hoe ze nieuwe functies kunnen krijgen, " zei dr. Jackson, die een ARC Future Fellow is aan de ANU Research School of Chemistry.

"Eerdere onderzoeken naar de evolutie van enzymen hebben aangetoond hoe nieuwe enzymen kunnen evolueren uit bestaande enzymen, maar we wisten nog steeds heel weinig over hoe enzymen zich in de eerste plaats ontwikkelden, " hij zei.

Dr. Clifton zei dat het onderzoeksteam kon laten zien hoe individuele mutaties in een inactief eiwit het vermogen van het eiwit om een ​​bepaalde chemische reactie te versnellen, introduceerden en geleidelijk verfijnden.

"Ons werk geeft het meest gedetailleerde voorbeeld, daten, van een natuurlijk evolutionair proces dat vanuit het niets een enzym kan creëren, " hij zei.