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改變酶用于清潔能源和疾病預(yù)防

2019-04-27 14:47:19 ? 來源：

β-糖苷酶是在自然界中發(fā)揮多種作用的酶。它們可以在代謝紊亂中發(fā)揮作用，并可以分解頑固的植物纖維。Fredj Ben Bdira改變了這些酶，以增強(qiáng)清潔能源的生產(chǎn)，并改善代謝疾病患者的治療。

生命建立在化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上。這些反應(yīng)可以自發(fā)發(fā)生，然而它們可能需要很長時(shí)間。但是在他們的進(jìn)化過程中，生物體已經(jīng)找到了能夠在不到幾秒鐘內(nèi)完成這些反應(yīng)的強(qiáng)者，Ben Bdira解釋道。這些強(qiáng)者被稱為酶。“例如，自發(fā)地分解糖聚合物可能需要數(shù)百萬年。然后聚合物將被水解，產(chǎn)生更小的分子。但酶可以在一秒或更短的時(shí)間內(nèi)水解糖聚合物。這對于產(chǎn)生能量是必要的。以及生物體對其新陳代謝所需的分子，因此它對于它們的生存至關(guān)重要。“

廣泛的酶

作為博士作為萊頓化學(xué)研究所的候選人，Ben Bdira在過去的四年里一直在研究β-糖苷酶。這些酶很普遍，可以在每個(gè)生物體中找到。它們參與不同的代謝途徑。在人類中，α-糖苷酶可以在唾液中找到并幫助分解面包中發(fā)現(xiàn)的淀粉等。糖苷酶也參與細(xì)胞間的通訊。酶還可以用于許多其他應(yīng)用。

清潔能源

在過去的幾十年中，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，研究人員開始使用β-糖苷酶來產(chǎn)生清潔能源。“我們研究如何利用發(fā)酵技術(shù)將從植物中提取的纖維素轉(zhuǎn)化為燃料。為此，我們依賴糖苷酶，尤其是β-糖苷酶。通過其他酶的混合物，這些蛋白質(zhì)將纖維素轉(zhuǎn)化為生物乙醇。我想知道如何重新設(shè)計(jì)它們以提高效率。這是我論文的主題。“

Ben Bdira研究了木聚糖酶，一種分解木聚糖的β-糖苷酶。“Xylan是一種可以在植物細(xì)胞壁中發(fā)現(xiàn)的糖分子鏈。它是木材的主要成分，也是第二豐富的可再生生物質(zhì)材料。問題是木聚糖酶如何處理如此長的糖鏈。通過了解這一點(diǎn)從根本上講，我們可以有效地操縱酶，以便在工業(yè)條件下用于生產(chǎn)生物燃料。當(dāng)我操縱酶時(shí)，它開始生產(chǎn)聚合物而不是將木聚糖切成小塊。這種聚合物可用于制造用于生物燃料生產(chǎn)的較大分子。“

代謝性疾病

在人體中，糖苷酶的任何功能或功能障礙都可能導(dǎo)致代謝疾病。人體內(nèi)存在三種β-糖苷酶。如果它們中的一個(gè)，葡糖腦苷脂酶缺乏并且不再活躍，它會(huì)導(dǎo)致糖在細(xì)胞中積累。這可能導(dǎo)致戈謝病，其特征是瘀傷，疲勞和貧血等幾種癥狀。對于戈謝病來說，最有效的治療方法是昂貴的，并且對于世界上許多患者來說是不可負(fù)擔(dān)的。

Ben Bdira：“我的目的是了解葡糖腦苷脂酶的功能。我們試圖找出如何增加高雪氏病患者酶的穩(wěn)定性，從而使酶在細(xì)胞中更長壽，更好地工作，從而中斷積累的糖分。這可能導(dǎo)致像戈謝病這樣的代謝紊亂的價(jià)格合理的治療方法。“

因此，Ben Bdira研究了與葡糖腦苷脂酶相互作用的小分子。這些分子被稱為藥理學(xué)伴侶。它們幫助不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)再次正常工作，糾正代謝紊亂。但是分子對酶的確切影響尚未完全了解。因此，Ben Bdira研究了這些不同的分子，以產(chǎn)生可用于對抗戈謝病的分子。在未來，他希望這些知識(shí)可以用來減少代謝疾病的影響。

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