Para peneliti di Universitas Basel telah berhasil merekayasa enzim alami untuk mengkatalisis reaksi kimia yang sulit, membuka jalan baru untuk sintesis molekul kompleks, termasuk farmasi dan bahan kimia murni, dengan cara yang lebih efisien dan ramah lingkungan. Terobosan ini, yang dipublikasikan dalam jurnal Nature, memadukan kimia transfer atom hidrida logam (MHAT) dengan katalisis enzimatik, sebuah pendekatan yang memungkinkan penciptaan molekul tiga dimensi dengan konfigurasi tunggal yang spesifik.
Tim peneliti memodifikasi enzim hemoprotein yang umum ditemukan di alam untuk melakukan reaksi MHAT di dalam situs aktifnya. Modifikasi ini menghasilkan molekul dengan konfigurasi tunggal yang diinginkan dengan presisi luar biasa, mencapai rasio molekul kiri terhadap kanan hingga 98:2. Tingkat stereoselektivitas yang tinggi ini merupakan pencapaian yang sulit dicapai dengan metode kimia tradisional. Namun, spesifisitas enzim ini juga berarti bahwa bahan awal yang berbeda mungkin memerlukan rekayasa lebih lanjut pada kerangka enzim untuk hasil yang optimal.
Kemajuan dalam kimia hijau, seperti yang ditekankan oleh para ahli, sangat penting untuk mengatasi tantangan lingkungan global sambil terus memajukan pengetahuan dan teknologi ilmiah. Biokatalisis, khususnya penggunaan enzim, muncul sebagai kekuatan pendorong inovasi dalam sintesis kimia berkelanjutan. Enzim beroperasi dalam kondisi ringan, mengurangi konsumsi energi dan pembentukan produk sampingan berbahaya, sejalan dengan prinsip-prinsip kimia hijau. Sebagai contoh, penelitian lain menunjukkan bahwa katalis baru yang mengurangi penggunaan logam langka dan memanfaatkan energi matahari dapat merevolusi sintesis kimia yang lebih efisien dan ramah lingkungan.
Para peneliti di Basel juga sedang menjajaki metode yang lebih berkelanjutan untuk pembentukan hidrida logam guna lebih meningkatkan kegunaan transformasi ini. Kemajuan ini diharapkan dapat menyederhanakan produksi bahan kimia bernilai tinggi, berkontribusi pada sintesis kimia yang lebih berkelanjutan. Keberhasilan dalam merekayasa enzim untuk reaksi MHAT ini menyoroti potensi besar biokatalisis dalam menciptakan proses kimia yang lebih bersih dan efisien, yang sangat penting untuk industri farmasi dan bahan kimia murni di mana presisi stereokimia sangat penting untuk keamanan dan efektivitas produk.
Penelitian ini merupakan bagian dari National Center of Competence in Research “Molecular Systems Engineering” yang dipimpin oleh Prof. Dr. Thomas R. Ward di Universitas Basel. Dr. Xiang Zhang, penulis pertama studi tersebut, menyatakan bahwa sebelumnya belum ada enzim yang diketahui dapat melakukan reaksi MHAT semacam itu. Integrasi kimia MHAT dengan katalisis enzimatik ini mewakili langkah maju yang signifikan dalam bidang sintesis kimia, menawarkan solusi yang lebih hijau dan efisien untuk produksi molekul kompleks.