Nuovi enzimi nella lotta alla CO2: rivoluzione nella biocatalisi!

Nuovi enzimi nella lotta alla CO2: rivoluzione nella biocatalisi!

Il 30 aprile 2025 l’Università della Ruhr di Bochum ha presentato un nuovo libro specialistico dal titolo “Biocatalisi”, a cura del Prof. Dr. Dirk Tischler, uno stimato biotecnologo dell’università. Questo lavoro completo comprende 24 capitoli, sette dei quali sono stati scritti da ricercatori dell'Università della Ruhr e uno di Dortmund. Copre un'ampia materia che va dalla biologia alla chimica, alla medicina e alla biotecnologia, in particolare l'applicazione di biocatalizzatori, in particolare enzimi, nei processi industriali.

Il libro affronta la valutazione e l'identificazione di nuovi enzimi e la loro applicazione in formati cell-free e cell-based. Una delle principali preoccupazioni è l'immobilizzazione degli enzimi, nonché argomenti attuali come l'eliminazione della CO2 e le tecniche basate sulla CO2. Questi problemi sono di grande importanza sia per la produzione di prodotti chimici fini che per la degradazione del PET. news.rub.de riporta inoltre che il libro è pubblicato nella prestigiosa serie Methods in Enzymology di Academic Press ed è disponibile con il codice ISBN 978-0443317880, incluso il download del testo completo.

L'importanza dei nuovi sistemi catalitici

Questa rivalutazione dei biocatalizzatori è particolarmente importante date le attuali questioni ambientali. Cresce la necessità di nuovi concetti per l’utilizzo dell’anidride carbonica per un’economia circolare del carbonio per ridurre al minimo l’impronta ecologica. In questo contesto, fotocatalisi, elettrocatalisi, catalisi termica e biocatalisi sono strumenti importanti che preferiscono operare in soluzioni acquose. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov sottolinea che i sistemi efficienti che operano in acqua sono rari.

Un approccio promettente è l’identificazione di enzimi specifici per la riduzione della CO2. Questo si basa sull'analisi strutturale di potenziali siti di legame della CO2 e sulle successive mutazioni per ottimizzare i catalizzatori. In particolare, la decarbossilasi dell'acido fenolico del *Bacillus subtilis* (BsPAD) è stata identificata come un componente chiave che contribuisce in modo significativo alla riduzione fotocatalitica della CO2 acquosa in monossido di carbonio.

• 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.

L'approccio è stato ulteriormente verificato testando altri otto enzimi che hanno mostrato l'attività desiderata. Ciò suggerisce che un gran numero di proteine ​​sono in grado di svolgere un ruolo chiave nella riduzione fotocatalitica della CO2.

Nel complesso, il libro appena pubblicato non rappresenta solo un prezioso contributo alla scienza, ma riflette anche un passo cruciale verso una pratica biotecnologica più sostenibile e rispettosa dell'ambiente.