Courtesy of InterestingEngineering

Enzim Rekayasa Baru Mengubah Sintesis Molekul Kompleks Jadi Lebih Hijau dan Presisi

Menggabungkan presisi katalisis enzim dengan reaksi MHAT untuk menciptakan molekul tiga dimensi dengan selektivitas stereokimia tinggi dalam sintesis kimia yang lebih ramah lingkungan dan efisien.

31 Jul 2025, 05.30 WIB

57 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini menunjukkan potensi enzim untuk digunakan dalam reaksi sintesis yang kompleks dan spesifik.
Penggunaan enzim dapat meningkatkan keberlanjutan dan selektivitas dalam sintesis kimia.
Metode baru ini membuka peluang bagi produksi obat dan bahan kimia bernilai tinggi dengan cara yang lebih efisien.

Basel, Swiss - Para ilmuwan di Universitas Basel berhasil mengembangkan sebuah enzim yang direkayasa untuk mengkatalisis reaksi kimia yang sebelumnya hanya bisa dilakukan oleh katalis logam sintetis. Reaksi tersebut dikenal sebagai metal hydride hydrogen atom transfer atau MHAT, yang berguna untuk mengubah molekul datar menjadi bentuk tiga dimensi yang rumit.

Dalam studi ini, enzyme haemoprotein yang biasanya mengandung besi sebagai pusat katalitiknya, diubah secara halus sehingga mampu melakukan reaksi MHAT dengan tingkat selektivitas yang sangat tinggi. Ini berarti enzim tersebut dapat memilih dan menghasilkan satu bentuk molekul kiral yang diinginkan, yang sangat penting dalam pengembangan obat-obatan.

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa enzim baru ini mampu menciptakan enantiomer dengan rasio sampai 98 banding 2, jauh melampaui kemampuan katalis logam tradisional yang biasanya menghasilkan campuran enantiomer. Kemampuan ini dapat membuat produksi obat menjadi lebih aman dan efektif.

Meskipun demikian, enzim yang dihasilkan ini masih memiliki keterbatasan karena sangat spesifik terhadap jenis molekul awal yang bereaksi. Jika molekul tersebut berubah, enzim harus direkayasa ulang, yang bisa membutuhkan waktu dan keahlian khusus. Selain itu, cara menghasilkan katalis metal hidrid yang ramah lingkungan masih terus dicari.

Penemuan ini menunjukkan sebuah kemajuan besar dalam menggabungkan biologi dan kimia sintetis untuk menciptakan proses produksi yang lebih berkelanjutan dan efisien. Studi ini dipublikasikan di jurnal Nature dan bisa membuka jalan bagi metode sintesis baru yang ramah lingkungan dalam industri farmasi dan kimia.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/repurposed-enzyme-drug-synthesis

Analisis Ahli

Prof. Frances Arnold

"Integrasi metode MHAT ke dalam biokatalisis merupakan kemajuan penting yang dapat mengubah cara kita memproduksi molekul kompleks dengan cara yang lebih berkelanjutan."

Dr. Jennifer Doudna

"Penggunaan protein rekayasa untuk mengontrol reaksi kimia stereospesifik ini menunjukkan potensi besar dalam pengembangan obat berbasis teknologi protein."

Analisis Kami

"Penemuan ini adalah terobosan besar dalam biokatalisis yang menyatukan kekuatan enzim dan kimia organik sintetik secara harmonis. Namun, masih ada tantangan besar dalam membuat enzim yang fleksibel terhadap berbagai substrat yang harus segera diatasi agar metode ini dapat menjadi solusi industri yang praktis."

Prediksi Kami

Ke depan, metode ini akan terus dikembangkan untuk memperluas spektrum substrat yang bisa digunakan dan meningkatkan kelayakan produksi skala besar, sehingga mengubah paradigma dalam produksi obat dan bahan kimia menjadi lebih efisien dan ramah lingkungan.

Pertanyaan Terkait

Apa yang dicapai oleh peneliti di Universitas Basel?

Peneliti di Universitas Basel berhasil menggabungkan metode sintesis kimia dengan katalisis enzimatik untuk menciptakan molekul tiga dimensi dengan presisi yang belum pernah ada sebelumnya.

Mengapa enzim penting dalam sintesis kimia?

Enzim penting karena mereka dapat mengarahkan reaksi kimia dengan spesifisitas yang luar biasa dan dalam kondisi yang lebih lembut dibandingkan dengan metode sintesis konvensional.

Apa peran MHAT dalam penelitian ini?

MHAT adalah teknik sintesis yang digunakan untuk mengubah molekul datar sederhana menjadi arsitektur tiga dimensi yang kompleks, yang sangat berguna dalam penemuan obat.

Apa tantangan yang dihadapi dengan enzim yang baru direkayasa?

Tantangan yang dihadapi adalah bahwa enzim yang direkayasa sangat spesifik, sehingga hanya bekerja dengan rentang bahan awal yang sempit.

Mengapa enantiomer penting dalam pengembangan obat?

Enantiomer sangat penting karena molekul yang berlawanan dapat memiliki efek biologis yang sangat berbeda, di mana satu bisa terapeutik sementara yang lain bisa berbahaya.