Американские ученые разработали технологию, которая позволяет синтезировать органические кремний-углеродные связи методом направленной эволюции. Результаты исследования представлены в журнале Science.
Кремнийорганические соединения, или силиконы, — соединения, в молекулах которых есть связь между атомами углерода и кремния. В настоящее время такие вещества используются для производства лекарств, красок, полимеров, а также полупроводников и компьютерных дисплеев. Но, поскольку силиконы не встречаются в природе, их производство осуществляется в лабораториях, при этом катализаторами часто выступают драгоценные металлы и токсические растворители. Это затрудняет процесс и повышает стоимость работ.
Чтобы упростить синтез кремнийорганических соединений и сделать его дешевле, ученые из Калифорнийского технологического института предложили использовать метод направленной эволюции. Для этого у бактерий Rhodothermus marinus (экстремофил, обитающий в горячих гейзерах) индуцировали произвольные мутации ДНК в той части генома, которая кодировала белок цитохром c. В геме этого белка содержится атом двухвалентного железа. Спустя три раунда мутаций цитохром с оказался способен производить силиконы.
Анализ показал, что эффективность биосинтеза силиконов мутантным цитохромом с в 15 раз превышает известные катализаторы. Ученые отмечают, что новое соединение нетоксично и доступно, кроме того, его легче модифицировать. Также катализатор способен сохранять высокую активность при комнатной температуре и в воде. По словам авторов, такая мутация вполне могла бы стать результатом естественного отбора. «Природа сделала бы это сама, если бы позаботилась», — сообщила соавтор работы Фрэнсис Арнольд (Frances Arnold).
