Alger som levende biokatalysatorer for en grøn industri

Mange stoffer, som vi bruger hver dag, virker kun i den rigtige 3-D struktur. Naturlige enzymer kunne producere disse på en miljøvenlig måde - hvis de ikke havde brug for et co-substrat, der er dyrt at producere til dato. Et forskerhold ved Ruhr-Universität Bochum (RUB) har opdaget præcis de nødvendige enzymer i encellede grønne alger. Endnu bedre:levende alger kan bruges som biokatalysatorer for visse stoffer, og de bringer co-substratet med, producere det på en miljøvenlig måde gennem fotosyntese. Holdet offentliggjorde sin rapport i Algeforskning den 17. juni 2020.

Det er et spørgsmål om 3D-struktur

Mange kemiske stoffer i kosmetik, fødevarer eller medicin kan antage lidt forskellige tredimensionelle strukturer, hvor kun én af dem genererer den ønskede duft eller medicinske effekt. Den kemiske produktion af de rigtige stoffer er ofte ikke miljøvenlig, da det kræver høje temperaturer eller specielle opløsningsmidler. I naturen, imidlertid, Der findes visse proteiner, der producerer det nødvendige produkt ved milde temperaturer og i vand. I processen, de genererer ofte præcis den 3D-struktur af stoffet, som industrien har brug for.

Disse såkaldte gamle gule enzymer, OYEs for korte, skylder deres navn til deres naturligt gule farve. De forekommer i bakterier, svampe og planter, er til dels velundersøgte og rummer et betydeligt potentiale for en biobaseret økonomi. Imidlertid, de har én ulempe:for at udføre deres reaktion, de har brug for co-substratet NADPH (nicotinamid adenin dinukleotid phosphat). I levende celler, dette lille molekyle dannes gennem metaboliske processer, den kemiske produktion er meget dyr; som resultat, den kommercielle brug af OYE'er forpurres.OYE'er fra encellede grønne alger:to fluer med et smæk?

Forskerholdet fra Bochum har opdaget flere OYE'er i encellede grønne alger. "For en bred anvendelse, industrien har brug for OYE'er, der også kan producere usædvanlige molekyler, " forklarer professor Thomas Happe, Leder af fotobioteknologisk forskningsgruppe på RUB.

"Alger har meget komplekse metaboliske veje og er derfor ideelle kilder til nye biokatalysatorer." Forskerne analyserede alge-OYE'er i reagensglasset og viste, at de er i stand til at omdanne mange kommercielt levedygtige stoffer. "Det spændende er, at levende alger også kan udføre de reaktioner, der er nødvendige i industrien, " siger ph.d.-studerende Stefanie Böhmer, hovedforfatter af undersøgelsen. "Da alger producerer NADPH ved hjælp af fotosyntese, dvs. med sollys, co-substratet til OYE'erne leveres på en miljøvenlig og omkostningseffektiv måde."