إنزيمات جديدة في مكافحة ثاني أكسيد الكربون: ثورة في التحفيز الحيوي!

إنزيمات جديدة في مكافحة ثاني أكسيد الكربون: ثورة في التحفيز الحيوي!

في 30 أبريل 2025، قدمت جامعة الرور في بوخوم كتابًا متخصصًا جديدًا بعنوان "التحفيز الحيوي"، قام بتحريره البروفيسور الدكتور ديرك تيشلر، عالم التكنولوجيا الحيوية المحترم في الجامعة. يتضمن هذا العمل الشامل 24 فصلاً، سبعة منها كتبها باحثون من جامعة الرور وواحد من دورتموند. ويغطي موضوعًا واسعًا من علم الأحياء إلى الكيمياء إلى الطب والتكنولوجيا الحيوية، ولا سيما تطبيق المحفزات الحيوية، وخاصة الإنزيمات، في العمليات الصناعية.

يتناول الكتاب تقييم وتحديد الإنزيمات الجديدة وتطبيقها في الأشكال الخالية من الخلايا والقائمة على الخلايا. أحد الاهتمامات الرئيسية هو تجميد الإنزيم بالإضافة إلى الموضوعات الحالية مثل التخلص من ثاني أكسيد الكربون والتقنيات المعتمدة على ثاني أكسيد الكربون. هذه القضايا لها أهمية كبيرة لكل من إنتاج المواد الكيميائية الدقيقة وتدهور PET. news.rub.de تشير أيضًا إلى أن الكتاب منشور في سلسلة الأساليب المرموقة في علم الإنزيمات من قبل Academic Press وهو متاح تحت رقم ISBN 978-0443317880، بما في ذلك تنزيل النص الكامل.

أهمية الأنظمة التحفيزية الجديدة

تعتبر إعادة تقييم المحفزات الحيوية ذات أهمية خاصة بالنظر إلى القضايا البيئية الحالية. تتزايد الحاجة إلى مفاهيم جديدة لاستخدام ثاني أكسيد الكربون في اقتصاد الكربون الدائري لتقليل البصمات البيئية. في هذا السياق، يعد التحفيز الضوئي، والتحفيز الكهربائي، والتحفيز الحراري، والتحفيز الحيوي من الأدوات المهمة التي تفضل العمل في المحاليل المائية. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov يشير إلى أن الأنظمة الفعالة التي تعمل في الماء نادرة.

أحد الأساليب الواعدة هو تحديد إنزيمات محددة لتقليل ثاني أكسيد الكربون. يعتمد هذا على التحليل الهيكلي لمواقع ربط ثاني أكسيد الكربون المحتملة والطفرات اللاحقة لتحسين المحفزات. على وجه الخصوص، تم تحديد ديكاربوكسيلاز حمض الفينول في *Bacillus subtilis* (BsPAD) باعتباره مكونًا رئيسيًا يساهم بشكل كبير في تقليل ثاني أكسيد الكربون المحفز ضوئيًا مائيًا لأول أكسيد الكربون.

• Mit modifizierten Varianten von BsPAD wurden Turnover-Zahlen (TONs) von bis zu 978 erzielt.
• Die Selektivität für Kohlenmonoxid über die Bildung von Wasserstoff betrug beeindruckende 93 %.
• Mutationen im aktiven Bereich von BsPAD führten zu weiteren Verbesserungen der Leistungsfähigkeit.
• Der Elektronentransfer erwies sich als geschwindigkeitsbestimmend und erfolgt über mehrstufiges Tunneln.

تم التحقق من هذا النهج بشكل أكبر من خلال اختبار ثمانية إنزيمات أخرى أظهرت أيضًا النشاط المطلوب. يشير هذا إلى أن عددًا كبيرًا من البروتينات قادر على لعب دور رئيسي في تقليل ثاني أكسيد الكربون بالتحفيز الضوئي.

بشكل عام، لا يعد الكتاب المنشور حديثًا مساهمة قيمة في العلوم فحسب، بل يعكس أيضًا خطوة حاسمة نحو ممارسات تكنولوجية حيوية أكثر استدامة وصديقة للبيئة.