Nové enzýmy v boji proti CO2: revolúcia v biokatalýze!

Nové enzýmy v boji proti CO2: revolúcia v biokatalýze!

30. apríla 2025 predstavila Porúrska univerzita v Bochume novú odbornú knihu s názvom „Biokatalýza“, ktorú vydal prof. Dr. Dirk Tischler, uznávaný biotechnológ na univerzite. Táto komplexná práca obsahuje 24 kapitol, z ktorých sedem napísali výskumníci z Porúrskej univerzity a jednu z Dortmundu. Zahŕňa širokú oblasť od biológie cez chémiu až po medicínu a biotechnológiu, najmä aplikáciu biokatalyzátorov, najmä enzýmov, v priemyselných procesoch.

Kniha sa zaoberá hodnotením a identifikáciou nových enzýmov a ich aplikáciou v bezbunkových a bunkových formátoch. Kľúčovým problémom je imobilizácia enzýmov, ako aj aktuálne témy, ako je eliminácia CO2 a techniky založené na CO2. Tieto problémy sú veľmi dôležité tak pre výrobu čistých chemikálií, ako aj pre degradáciu PET. news.rub.de tiež uvádza, že kniha vychádza v prestížnej sérii Methods in Enzymology vydavateľstva Academic Press a je dostupná pod číslom ISBN 978-0443317880 vrátane stiahnutia v plnom znení.

Význam nových katalytických systémov

Toto prehodnotenie biokatalyzátorov je obzvlášť dôležité vzhľadom na súčasné environmentálne problémy. Potreba nových koncepcií využívania oxidu uhličitého pre obehové uhlíkové hospodárstvo rastie, aby sa minimalizovali ekologické stopy. V tomto kontexte sú fotokatalýza, elektrokatalýza, tepelná katalýza a biokatalýza dôležitými nástrojmi, ktoré uprednostňujú pôsobenie vo vodných roztokoch. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov poukazuje na to, že efektívne systémy fungujúce vo vode sú zriedkavé.

Sľubným prístupom je identifikácia špecifických enzýmov na redukciu CO2. Toto je založené na štrukturálnej analýze potenciálnych miest viazania CO2 a následných mutáciách na optimalizáciu katalyzátorov. Najmä dekarboxyláza fenolovej kyseliny *Bacillus subtilis* (BsPAD) bola identifikovaná ako kľúčová zložka, ktorá významne prispieva k vodnej fotokatalytickej redukcii CO2 na oxid uhoľnatý.

• 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.

Tento prístup bol ďalej overený testovaním ôsmich ďalších enzýmov, ktoré tiež vykazovali požadovanú aktivitu. To naznačuje, že veľký počet proteínov je schopný hrať kľúčovú úlohu pri fotokatalytickej redukcii CO2.

Celkovo je novovydaná kniha nielen cenným príspevkom pre vedu, ale odráža aj zásadný krok smerom k udržateľnejšej a ekologickejšej biotechnologickej praxi.