על העוקם

זרזים בהשראת אנזימים מהטבע

מאת: יעל הלפמן כהן

"אם יש משהו בטבע שיודע לעשות קטליזה בצורה הטובה ביותר זה אנזים." אומרת נעה סופר-לוגסי, חוקרת במעבדה לאלקטרוכימיה ואנרגיה בטכניון.

אנזים הוא מולקולה ביולוגית (ברוב המקרים חלבון) שמזרזת תגובות כימיות בתאים של יצורים חיים. האנזים נקשר לחומר שעליו הוא פועל (סובסטרט), מוריד את אנרגיית השפעול שנדרשת לתגובה ומשחרר את התוצר.

מסתבר שבטבע, האתרים הפעילים של אנזימים בדרך כלל אינם שטוחים. המבנה שלהם יותר עקמומי או קעור בתלת ממד. בהמוגלובין למשל האתר הפעיל לקישור של חמצן המכיל אטום ברזל הוא עקמומי. מכיוון שיש קשר בסיסי בין מבנה לפונקציה, נעה וצוות המחקר במעבדה שיערו שהמבנה העקמומי בעל תפקיד בזירוז התגובה. במחקר ביקשו לבדוק אם ניתן לשחזר את המבנה גם במערכת אי-אורגנית במעבדה, ולקבל ביצועים דומים של זירוז כמו בטבע.

נעה התמקדה בזרזים מבוססי פחמן עם אתר קטליטי של ברזל, כלומר אתרים שמכילים אטום ברזל ומשמשים בזירוז תהליכי חמצון / חיזור אלקטרוכימיים.

במעבדה נבנו מודלים של זרזים אי אורגניים, גם בעלי אתרים שטוחים, וגם בעלי אתרים עקמומיים כמו בטבע,  לשם השוואה. התוצאות הראו שיש הבדל במועד תחילת התגובה, כלומר בכמות האנרגיה שנדרשה לצורך שפעול התגובה. באתרים בעלי המבנה העקמומי נדרשה פחות אנרגיה.

אין עוד תשובה מדעית מוחלטת לקשר בין המבנה העקמומי לזירוז התגובה אך יש מספר השערות. יתכן ולמולקולה הנקשרת יש אפיניות (משיכה) גבוהה למבנה עקמומי, אולי בגלל הגישה הגיאומטרית הנוחה יותר. באופן כללי ידוע כי אתרים פחות יציבים הם אתרים יותר פעילים, ויתכן והמבנה העקמומי משפיע על יציבות האתר.

היישומים האפשריים הם בתחום הזרזים והקטליזה.

השראה זו מאפשרת תכנון אתרים קטליטיים סינתטיים שמחקים את הגאונות והיעילות הטבעית הזו. "דמיינו אנזים ש'יודע' בדיוק איך לפרק מולקולה – עכשיו אנחנו בונים משהו דומה!" אומרת נעה.

כבר כיום יש שימוש במתכות לזירוז תהליכים למשל בתאי דלק. משתמשים בעיקר בפלטינה שהיא זרז טוב, ויציב, שאינו עובר דגרגציה (התפרקות) אך מצד שני הוא גם נדיר בטבע ולכן יקר. הרעיון הוא להחליף את הפלטינה בחומרים נפוצים וזולים יותר, אך להנדס אותם למבנה ההופך אותם ליעילים ברמת יעילות המתקרבת אל הפלטינה. הרעיון הוא "לקחת השראה מאנזימים פשוטים ולבנות טכנולוגיה שתשנה את עולם האנרגיה", מסכמת נעה.

ידיעה זו נכתבה בעקבות ראיון עם נעה סופר-לוגסי.

קישור למעבדה בטכניון.

בתמונה: מבנה האתרים הקטליטים בזרזים אי אורגנים  שהוכנו במעבדה – דיאגרמה

 

רוצה לדעת עוד?

תקנון האתר

1.כללי
אתר NatureCode, בכתובת www.naturecode.co.il  נועד להציג מידע, תכנים ושירותים בתחום החדשנות בהשראת הטבע, וכן מידע על קורסים, הרצאות, סדנאות, מוצרים ושירותים נוספים.
השימוש באתר כפוף לתנאי תקנון זה. המשך השימוש באתר מהווה הסכמה לתנאים אלה.
הוראות תקנון זה עשויות להשתנות מעת לעת, בהתאם לשינויים באתר, בשירותים המוצעים או בדרישות הדין.

2. האתר והשירותים

המידע והתכנים המוצגים באתר נועדו למידע ולהשראה. אנו רשאים לעדכן, לשנות, להוסיף או להסיר תכנים, שירותים ומוצרים המוצגים באתר מעת לעת.

הרכישה של קורסים, מוצרים ושירותים מתבצעת באמצעות אתר הקורסים של NatureCode, בכתובת courses.naturecode.co.il בהתאם לתנאים המוצגים בעת הרכישה.

3. חשבון משתמש וקורסים

הרישום לקורסים עשוי להיות כרוך ביצירת חשבון משתמש באתר הקורסים.

פרטי הגישה לחשבון הם אישיים ואין להעבירם לאחרים. תכני הקורסים מיועדים לשימושו האישי של המשתמש שרכש או קיבל גישה אליהם, ואין להעתיק, להפיץ, למסור לאחרים או לעשות בהם שימוש מסחרי ללא אישור מראש ובכתב, אלא אם השימוש מותר לפי דין.

משך הגישה לקורס ותנאים נוספים הנוגעים לקורס ייקבעו בהתאם למידע המוצג בעת ההרשמה או הרכישה.

4. קניין רוחני

כל זכויות הקניין הרוחני בתכנים המופיעים באתר ובתכנים שפותחו על ידי NatureCode, לרבות טקסטים, מצגות, סרטונים, תמונות, גרפיקות, חומרי לימוד, שיטות ותכנים מקצועיים, שמורות ל־NatureCode  או לבעלי הזכויות בהם.

אין להעתיק, לשכפל, להפיץ, לפרסם, למכור, להעביר או לעשות שימוש מסחרי בתכנים אלה ללא אישור מראש ובכתב, למעט שימוש המותר על פי דין.

5. רכישות ותשלומים

רכישת מוצרים, קורסים ושירותים מתבצעת באתר הקורסים.

התשלום מתבצע באמצעות ספק סליקה חיצוני, Telepay מבית Telerom, בהתאם לאמצעי התשלום המוצגים בעת הרכישה.

מחיר המוצר או השירות, תנאי התשלום, אופן האספקה וכל תנאי מסחרי נוסף יוצגו במסגרת תהליך הרכישה.

6. ביטול עסקה והחזר כספי

ביטול עסקה ייעשה בהתאם להוראות חוק הגנת הצרכן, התשמ"א–1981, והדינים החלים על סוג העסקה, המוצר או השירות שנרכשו. בעסקאות מכר מרחוק החוק קובע הוראות מיוחדות לעניין גילוי פרטי העסקה וזכות הביטול. בקשה לביטול ניתן לשלוח לכתובת:
yael@naturecode.co.il

בעת פנייה לביטול מומלץ לציין שם מלא, כתובת דוא"ל ופרטי העסקה.

ככל שנקבעו תנאים נוספים או זכויות ביטול מיוחדות למוצר או לשירות מסוים, הם יוצגו בעת הרכישה ויחולו לצד הוראות הדין.

בכל מקרה של סתירה בין הוראה בתקנון זה לבין הוראת דין שלא ניתן להתנות עליה, תגבר הוראת הדין.

7. מוצרים ומשלוחים

מוצרים פיזיים יסופקו בהתאם לאופן המשלוח ולזמני האספקה המוצגים בעת הרכישה.

פרטי המוצר, המחיר, עלות המשלוח, ככל שישנה, ואופן האספקה יוצגו במסגרת תהליך הרכישה.

8. קישורים לאתרים אחרים

האתר עשוי לכלול קישורים לאתרים ולשירותים של צדדים שלישיים. הקישורים נועדו לנוחות המשתמש, ואין לנו שליטה על התכנים, השירותים או מדיניות הפרטיות של אתרים אלה.

השימוש באתרים של צדדים שלישיים כפוף לתנאים ולמדיניות שלהם.

9. שימוש באתר

המשתמש מתחייב לעשות שימוש באתר ובשירותים בהתאם להוראות הדין ולא לעשות שימוש העלול לפגוע באתר, במערכותיו, במשתמשים אחרים או בזכויותיהם של אחרים.

אנו רשאים להגביל או להפסיק גישה לאתר או לשירותים במקרה של שימוש המנוגד לתקנון או לדין.

10. פרטיות

השימוש במידע אישי במסגרת האתר והאתרים הקשורים אליו מוסדר במסגרת מדיניות הפרטיות של NatureCode.
מדיניות הפרטיות זמינה כאן: קישור למדיניות הפרטיות.

11. זמינות האתר

אנו עושים מאמצים לשמור על פעילות תקינה ורציפה של האתר, אך ייתכנו הפסקות זמניות, תקלות או מגבלות הנובעות מתחזוקה, תקלות טכניות או נסיבות שאינן בשליטתנו.

12.  שינויים בתקנון

אנו רשאים לעדכן את התקנון מעת לעת. התקנון המעודכן יפורסם באתר ויישא את תאריך העדכון האחרון.

13. הדין החל

על תקנון זה ועל השימוש באתר יחולו דיני מדינת ישראל.

14. יצירת קשר

לשאלות, פניות או דיווח על תקלות ניתן לפנות לדוא"ל: yael@naturecode.co.il