Skip to content
Skip to navigation menu

English

Ymchwil newydd yn datrys catalysis ensymau

04 Hydref 2013

Test tube web

Mae ymchwil newydd gan yr Ysgol Cemeg wedi datblygu’n sylweddol ein dealltwriaeth o’r ffordd y mae ensymau (proteinau) yn cynyddu cyfraddau adweithiau cemegol. Nawr mae posibilrwydd o allu cael mwy o reolaeth ar weithrediad ensymau, a bydd hyn yn paratoi’r ffordd i wyddonwyr gynllunio ensymau newydd sydd â goblygiadau pwysig mewn amrywiaeth o ddiwydiannau, ac i ddatblygu cyffuriau gwrth-heintus a gwrth-ganser newydd.

Mae ensymau’n hanfodol i fywyd. Proteinau ydynt sy’n cataleiddio adweithiau cemegol, er enghraifft mewn prosesau metabolaidd megis rhyddhau ynni o fwyd, ac yn nhwf ac atgyweiriad celloedd. Yn aml, maen nhw’n cynyddu’r cyfraddau adweithio nifer o driliynau o weithiau. Yn ogystal â’u presenoldeb mewn natur, ceir defnyddiau ar eu cyfer mewn diwydiannau megis y diwydiant bwyd, cosmetigau, glanedyddion, deunydd fferyllol a chynhyrchu cemegau.


Mae deall yn union sut mae ensymau’n cynyddu cyfraddau adweithio – yn nodweddiadol yn llawer mwy effeithiol ac o dan amodau mwy ecogyfeillgar na chatalyddion artiffisial – yn nod bwysig mewn biotechnoleg. Felly mae cael dealltwriaeth drylwyr o’r ffordd y mae ensymau’n cyflawni cynnydd ar gyfraddau mor rhyfeddol yn bwysig iawn mewn meysydd megis biocatalysis, bio-ynni, cynllunio cyffuriau a maes datblygol bioleg synthetig.

Er gwaethaf datblygiad nifer o ddamcaniaethau i esbonio’r pŵer catalytig enfawr sydd gan ensymau, hyd yn oed ar ôl canrif o astudiaeth, nid yw’n hollol ddealladwy. Mae rhai damcaniaethau diweddar yn cynnig bod ‘mudiannau hyrwyddol’ mewnol ensymau – sef mudiannau penodol sy’n gweithredu i leihau uchder neu led y rhwystr egni i’r adwaith – yn cael eu defnyddio i yrru’r gemeg. Mae hwn y parhau i fod yn destun dadlau sylweddol, yn arbennig oherwydd bod nodi a dadansoddi effeithiau dynamegol mewn adweithiau sy’n cael eu cataleiddio gan ensymau wedi profi’n heriol iawn.

O dan arweiniad yr Athro Rudolf Allemann o Brifysgol Caerdydd, mae’r tîm yn cynnwys ymchwilwyr o Ysgol Cemeg Prifysgol Caerdydd, Prifysgol Bryste, Prifysgol València a Phrifysgol Jaume I yn Castelló. Bu’r tîm yn defnyddio cyfuniad o ddulliau arbrofol a dulliau cyfrifiannu i astudio’r ensym dihydrofolatereductase - sef targed pwysig ar gyfer cyffuriau gwrth-heintus a gwrth-ganser.

Roedd y gwyddonwyr yn gallu newid mudiannau’r ensym mewn amrywiaeth eang o raddfeydd amser, ond gan adael ei briodweddau cemegol heb eu newid. Ni ddaethpwyd o hyd i unrhyw rôl sylweddol o ran ‘mudiannau hyrwyddol’ yn yr adwaith, ond dangoswyd cyplyddu cyffredinol rhwng mudiannau’r ensym a’r adwaith a gataleiddiwyd.

Dywedodd yr Athro Allemann, sy’n Athro Ymchwil Nodedig ac yn Bennaeth Ysgol Cemeg Caerdydd: "Dyma naid ymlaen yn ein dealltwriaeth o gatalysis ensymau. Mae’n dangos nad oes angen ‘mudiannau hyrwyddol’, wedi’r cyfan, i esbonio cynnydd mewn cyfraddau, ond mae’n dangos bod mudiannau ensymau yn ymwneud â’r adwaith drwy fecanwaith goddefol yn hytrach na gweithredol. Yn y pen draw, datgelir nad yw ensymau’n hanfodol wahanol i gatalyddion artiffisial, dim ond eu bod llawer yn well."

Dywedodd yr Athro Jim Murray, sy’n Bennaeth yr isadran Biowyddorau Molecwlaidd yn Ysgol y Biowyddorau yng Nghaerdydd: "Dyma ddatblygiad pwysig sydd â goblygiadau pellgyrhaeddol y tu hwnt i’w faes uniongyrchol, er enghraifft mewn biotechnoleg a bioleg synthetig. Mae’n herio syniadau presennol ym maes catalysis ensymau, ond hefyd mae’n rhoi cyfleoedd newydd i ddefnyddio ein gwybodaeth i greu effaith gymdeithasol."


Cyhoeddir y gwaith yn y cyfnodolyn pwysig Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A. Gellir cael mynediad i’r papur llawn ar-lein yma.

Dolenni defnyddiol

Yr Ysgol Cemeg