Trin for trin til slutproduktet gennem enzymkatalyse

Enzymer (f.eks. dem, der stammer fra bakterier) kan omdanne en lang række forskellige udgangsmaterialer til et væld af målprodukter. Den såkaldte hvide bioteknologi sigter mod at udnytte denne evne til at producere kemikalier på en miljøvenlig måde. Da det nogle gange tager flere katalysatorer og trin at producere det ønskede produkt, Dirk Tischlers team designet en kaskade til flowkatalyse, i samarbejde med grupper fra Delft University of Technology, det tekniske universitet Bergakademie Freiberg og det schlesiske teknologiske universitet.

Udgangsmaterialerne glucose og glucose-1-phosphat (aktiveret form) og UTP (uridintrifosfat, en biokemisk energibærer) blev således omdannet til trehalose i to trin, der fandt sted på immobiliserede enzymer. Det første enzym har til opgave at aktivere glukosemolekylerne, den anden forbinder dem. "Da det ene enzym kræver andre arbejdsvilkår end det andet, vi immobiliserede dem i to sekventielle reaktorer, "forklarer Dirk Tischler. Dette gør det muligt for forskerne, for eksempel, at justere temperaturen eller opholdstiden for substraterne i reaktoren uafhængigt af hinanden. "Det ville også være tænkeligt ikke kun at forbinde sukkerarter ved hjælp af denne metode, men også, for eksempel, at dyrke medicinske midler på sukker, såsom antibiotika, " han siger, kaster et blik ind i fremtiden.

Udskrivning af genanvendelige substrater

I et opfølgningsprojekt, som han finansierede sammen med virksomheden Hirsch Engineering Solutions, og som støttes af forbundsministeriet for økonomiske anliggender og energi, han fokuserer nu på at optimere kaskaden. Målet er, først og fremmest, at forbedre substratmaterialerne til enzymerne. "De silikatsubstrater, vi hidtil har brugt, tolereres ikke lige godt af alle enzymer, "siger Tischler. Desuden er de er ofte ikke genanvendelige. Plast, herunder dem fra biologiske kilder, kan være mere egnet og kan støbes ved 3D -print. "De har allerede bevist deres biokompatibilitet i forskellige medicinske applikationer, "påpeger videnskabsmanden.

For det andet, projektpartnerne ønsker også at gøre enzymkaskaden mere omkostningseffektiv ved at tilføje en kinase, der genbruger det adskilte UDP til UTP i slutningen af ​​reaktionen ved hjælp af polyfosfat. Som resultat, kaskaden kan starte forfra. "Indtil nu, vi har altid været nødt til at tilføje ny UTP for at starte kaskaden, hvilket er ret dyrt, "forklarer Dirk Tischler." Hvis vi kunne genbruge det ved hjælp af polyfosfat, omkostningerne ville blive reduceret betydeligt. "