Nieuwe enzymen in de strijd tegen CO2: revolutie in biokatalyse!

Nieuwe enzymen in de strijd tegen CO2: revolutie in biokatalyse!

Op 30 april 2025 presenteerde de Ruhruniversiteit Bochum een ​​nieuw specialistisch boek getiteld “Biokatalyse”, onder redactie van Prof. Dr. Dirk Tischler, een gerespecteerd biotechnoloog aan de universiteit. Dit uitgebreide werk omvat 24 hoofdstukken, waarvan er zeven zijn geschreven door onderzoekers van de Ruhr Universiteit en één uit Dortmund. Het bestrijkt het brede onderwerp, van biologie tot scheikunde tot geneeskunde en biotechnologie, in het bijzonder de toepassing van biokatalysatoren, vooral enzymen, in industriële processen.

Het boek behandelt de evaluatie en identificatie van nieuwe enzymen en hun toepassing in celvrije en celgebaseerde formaten. Een belangrijk aandachtspunt is de immobilisatie van enzymen, maar ook actuele onderwerpen zoals de eliminatie van CO2 en op CO2 gebaseerde technieken. Deze vraagstukken zijn van groot belang voor zowel de productie van fijnchemicaliën als de afbraak van PET. nieuws.rub.de meldt ook dat het boek is gepubliceerd in de prestigieuze Methods in Enzymology-serie van Academic Press en beschikbaar is onder ISBN 978-0443317880, inclusief een volledige tekstdownload.

De relevantie van nieuwe katalytische systemen

Deze herbeoordeling van biokatalysatoren is vooral belangrijk gezien de huidige milieuproblemen. De behoefte aan nieuwe concepten voor het gebruik van koolstofdioxide voor een circulaire koolstofeconomie groeit om de ecologische voetafdruk te minimaliseren. In deze context zijn fotokatalyse, elektrokatalyse, thermische katalyse en biokatalyse belangrijke hulpmiddelen die bij voorkeur in waterige oplossingen werken. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov wijst erop dat efficiënte systemen die in water werken zeldzaam zijn.

Een veelbelovende aanpak is de identificatie van specifieke enzymen voor CO2-reductie. Dit is gebaseerd op structurele analyse van potentiële CO2-bindingsplaatsen en daaropvolgende mutaties om de katalysatoren te optimaliseren. In het bijzonder werd het fenolzuurdecarboxylase van *Bacillus subtilis* (BsPAD) geïdentificeerd als een sleutelcomponent die aanzienlijk bijdraagt ​​aan de waterige fotokatalytische CO2-reductie tot koolmonoxide.

• 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.

De aanpak werd verder geverifieerd door acht andere enzymen te testen die ook de gewenste activiteit vertoonden. Dit suggereert dat een groot aantal eiwitten een sleutelrol kunnen spelen bij de fotokatalytische CO2-reductie.

Over het geheel genomen is het onlangs gepubliceerde boek niet alleen een waardevolle bijdrage aan de wetenschap, maar weerspiegelt het ook een cruciale stap in de richting van een duurzamere en milieuvriendelijkere biotechnologische praktijk.