นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยรัฐนอร์ธคาโรไลน่าได้ค้นพบวิธีใหม่ในการกระตุ้นให้เอนไซม์เกิดปฏิกิริยาด้วยการให้พลังงานเข้าไป ซึ่งพลังงานดังกล่าวคือคลื่นไมโครเวฟ

นักวิจัยพบว่าเอนไซม์ hyperthermophilic ซึ่งเป็นโปรตีนที่ทำงานได้ดีในสิ่งแวดล้อมที่มีอุณหภูมิร้อนจัด สามารถถูกกระตุ้นได้ด้วยอุณหภูมิที่ต่ำกว่าในพวกตัวเร่งปฏิกิริยา ชีวภาพตามปกติ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เอนไซม์ใช้กลไกทางเคมีเปลี่ยนแปลงสารอินทรีย์ รายงานดังกล่าวตีพิมพ์ลงวารสาร Journal of the American Chemical Society

การใช้เอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาชีวภาพ ไม่ใช่เรื่องใหม่ ตัวเร่งปฏิกิริยาชีวภาพมีความสำคัญในทุกสิ่งตั้งแต่กระบวนการหมักเบียร์จนถึงการผลิตยา การให้ความร้อนต่อเอนไซม์พวกนี้ทำให้เอนไซม์เกิดการกระตุ้นจนทำงานได้ในปฏิกิริยาเคมี อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิสูงมากเกินไป โปรตีนจะเกิดการเสียสภาพ และปฏิกิริยาจะเกิดสารที่ไม่ต้องการที่คาดเดาไม่ได้ออกมา นักวิจัยตั้งทฤษฎีว่าคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของสิ่งมีชีวิตพวก hyperthermophile และการใช้คลื่นไมโครเวฟเป็นแหล่งความร้อนอาจจะช่วยแก้ปัญหานี้ได้

การใช้คลื่นไมโครเวฟหมายถึง การให้ความร้อนในสิ่งที่ต้องการจะให้ความร้อนเท่านั้น โดยเพ่งการให้พลังงานที่เฉพาะเจาะจงไปยังเป้าหมายอย่างรวดเร็วและปฏิกิริยาของระบบจะเกิดในอุณหภูมิต่ำลง

เอนไซม์ Hyperthermophilic มีความเหมาะสมต่อกระบวนการดังกล่าว เพราะเอนไซม์นี้จะเสียสภาพน้อยมากเมื่อให้ความร้อนอย่างฉับพลันจากคลื่นไมโครเวฟ ผลที่ได้จากการทดลองพบว่าเอนไซม์ Hyperthermophilic ถูกกระตุ้นเมื่อได้รับคลื่นไมโครเวฟและใช้อูณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิปกติที่ต้องการในการเกิดปฏิกิริยา

การใช้คลื่นไมโครเวฟทำให้นักวิจัยสามารถกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาได้ตามต้องการและหยุดลงก่อนที่โปรตีนจะเสียสภาพได้ ซึ่งนี้อาจเป็นเครื่องมืออีกเครื่องมือหนึ่งในการทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาชีวภาพทำงานได้สูงสุด

งานต่อไปของนักวิจัยคือการแสดงให้เห็นว่าคลื่นไมโครเวฟสามารถกระตุ้นเอนไซม์ต่ำกว่าอุณหภูมิที่ให้ในปฏิกิริยา ซึ่งจะเป็นการลดการใช้พลังงานที่ใช้ได้

ที่มา - physorg.com

เอกสารอ้างอิง - pubs.acs.org/