Американские биологи случайно обнаружили вещество-катализатор, позволяющее синтезировать дешевый и экологически чистый нейлон, изучая работу раковых клеток в злокачественных опухолях мозга, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Chemical Biology.

«В нашей лаборатории мы изучаем генетические изменения, которые "сводят с ума» здоровые ткани и заставляют их превратиться в опухоли. Оказалось, что часть информации, полученной в ходе этих исследований, может улучшить технологии производства нейлона", – пояснил руководитель группы ученых Захари Райтман (Zachary Reitmann) из университета Дьюка в городе Дарем (США).

Райтман и его коллеги изучали геномы раковых клеток, извлеченных из глиобластом, астроцитом и других злокачественных опухолей мозга. Ученые заметили, что

практически все культуры содержали в себе клетки, в геноме которых был поврежден ген, отвечающих за синтез фермента изоцитрат-дегидроназы.

Как объясняют ученые, этот фермент играет важную роль в жизнедеятельности клетки, участвуя в разложении цитратов, «обрывков» поврежденных белков, жиров и углеводов, на углекислый газ и воду. В раковых клетках

ген, отвечающий за синтез этого вещества, поврежден – он не разлагает цитраты, а присоединяет ион водорода к атому кислорода внутри этих молекул.

Авторы статьи заметили, что «мутантный» фермент похож по своей структуре и функциям на гидроксиадипат-дегидрогеназу – катализатор, позволяющий превращать простейшие сахара в ключевой компонент нейлона – адипиновую кислоту.

На сегодняшний день адипиновая кислота синтезируется из нефти и других ископаемых источников углеводородов, так как ученым не удалось создать этот фермент или найти его в клетках растений, бактерий или грибов.

Райтман и его коллеги решили эту проблему, изучив структуру мутантной версии изоцитрат-дегидроназы. Биологи выделили необходимые участки белка и связанные с ними куски ДНК и добавили их в фермент ScHIDH, расщепляющий молекулы оксоадипата – «заготовок» адипиновой кислоты – в клетках обычных дрожжей (Saccharomyces cerevisiae).

Авторы статьи пересадили полученный гибридный ген в кишечную палочку, заставили ее выделять синтезируемый фермент во внешнюю среду и получили некоторое количество «мутантной» ScHIDH. Исследователи проверили работу катализатора, добавив в пробирку с ScHIDH небольшое количество оксоадипата.

Оказалось, что

катализатор успешно превращал оксоадипат в гидроксоадипат – следующую ступень в синтезе адипиновой кислоты.

Как полагают ученые, открытый ими фермент поможет синтезировать нейлон из дешевых растительных сахаров, а не нефти. Это снизит себестоимость полимера и уменьшит вред окружающей среде, который наносится при синтезе адипиновой кислоты из нефти.