Nitriilihydrataasi

Nitriilihydrataasi on lyaaseihin kuuluva entsyymi. Se katalysoi nitriilien hydrolyysiä amideiksi. Nitriilihydrataasia esiintyy useissa bakteereissa, kasveissa ja sienissä. Sen EC-numero on EC 4.2.1.84. Nitriilihydrataasia voidaan käyttää orgaanisen kemian synteeseissä ja vedenpuhdistuksessa.

Rakenne ja toiminta
Nitriilihydrataasi esiintyy tyypillisesti samanlaisista alayksiköistä muodostuvina dimeereinä tai tetrameereinä. Toimiakseen entsyymi vaatii metalli-ionin, joka on joko rauta- tai koboltti-ioni. Entsyymin toiminta on sikäli poikkeuksellinen, että rautaioni ei sitoudu hemiryhmään eikä koboltti-ioni sitoudu korriiniryhmään, toisin kuin useimmissa rautaa tai kobolttia sisältävissä entsyymeissä. Entsyymissä metalli-ionin tehtävä on sitoutua hydroksidi-ioniin ja tehdä siitä nukleofiilisempi. Tämän jälkeen hydroksidi-ioni reagoi elektrofiilisen nitriilin kanssa ja nitriili hydrolysoituu amidiksi. Rautaa sisältävät nitriilihydroksylaasit aktivoituvat valon vaikutuksesta. Pimeässä rauta on sitoutunut typpimonoksidiin, joka korvautuu hydroksidi-ionilla valoisissa olosuhteissa. Kobolttia sisältävillä nitriilihydrataaseilla ei vastaavaa aktivoitumista tapahdu.

Käyttö
Nitriilihydrataasia käytetään orgaanisen kemian synteeseissä valmistettaessa amideja nitriileistä. Tärkein tuote on akryyliamidi, jota valmistetaan akryylinitriilistä. Tässä prosessissa käytetään Rhodococcus rhodochrous-bakteerin nitriilihydrataasia ja tällä tavalla akryyliamidia tuotetaan vuosittain noin 30 000 tonnia. Menetelmän etuna kemialliseen tuotantoon nähden on alhaisempi energiankulutus ja prosessissa ei tarvitse käyttää myrkyllisiä metallikatalyyttejä. Yhdessä amidaasien kanssa nitriilihydrataaseja käytetään optisesti aktiivisten amiinien valmistuksessa. Nitriilihydrataasia voidaan myös käyttää vedenpuhdistuksessa myrkyllisten syanoryhmiä sisältävien yhdisteiden puhdistamiseen vesistä.

Lähteet

Lyaasit