La natura ha evoluto migliaia di enzimi per facilitare le numerose reazioni chimiche che avvengono all'interno degli organismi per sostenere la vita. Ora, i ricercatori hanno progettato enzimi artificiali che si trovano sulla superficie delle cellule viventi e guidano reazioni che un giorno potrebbero indirizzare le terapie farmacologiche a organi specifici. Riportano i loro risultati nel Giornale della Società Chimica Americana .

I metalloenzimi sono una classe di enzimi che contengono uno ione metallico, come lo zinco, ferro o rame. Lo ione metallico aiuta l'enzima ad accelerare, o "catalizza, " Reazioni chimiche che altrimenti si verificherebbero molto lentamente o per niente. Gli scienziati vorrebbero infine sviluppare un metodo per produrre farmaci terapeutici solo nei siti di cellule o organi specifici del corpo umano, che potrebbe ridurre gli effetti collaterali, e gli enzimi potrebbero aiutarli a raggiungere tale obiettivo. Wadih Ghatta, Jean-Pierre Mahy e i loro colleghi hanno messo gli occhi sull'ingegneria di un enzima artificiale che potrebbe catalizzare una reazione utile, chiamata reazione di Diels-Alder, proprio sulla superficie delle cellule viventi. I chimici usano questa reazione per sintetizzare farmaci, agrochimici e molte altre molecole.

Per produrre il loro enzima artificiale, i ricercatori hanno iniziato con una proteina chiamata A _2A recettore dell'adenosina, che è naturalmente presente sulle superfici di alcune cellule del corpo. Hanno modificato una molecola che si lega a questo recettore con un gruppo chimico contenente rame che catalizza la reazione di Diels-Alder. Quando i ricercatori hanno messo il composto risultante in un piatto di coltura contenente cellule umane viventi, è attaccato alla A _2A recettori dell'adenosina sulle cellule, formazione di un enzima artificiale. Questo enzima ha catalizzato la reazione di Diels-Alder con una resa fino al 50 percento. I ricercatori dicono che in futuro, potrebbero essere progettati enzimi artificiali che si legano a proteine ​​che si trovano solo su tipi cellulari specifici, Per esempio, cellule cancerogene. Quindi, l'enzima potrebbe convertire un composto inattivo in un farmaco per uccidere selettivamente quelle cellule.