Nya enzymer i kampen mot CO2: revolution inom biokatalys!

Nya enzymer i kampen mot CO2: revolution inom biokatalys!

Den 30 april 2025 presenterade Ruhruniversitetet i Bochum en ny specialistbok med titeln "Biokatalys", redigerad av Prof. Dr. Dirk Tischler, en respekterad bioteknolog vid universitetet. Detta omfattande arbete omfattar 24 kapitel, varav sju skrevs av forskare från Ruhruniversitetet och ett från Dortmund. Den täcker det breda ämnet från biologi till kemi till medicin och bioteknik, i synnerhet tillämpningen av biokatalysatorer, särskilt enzymer, i industriella processer.

Boken tar upp utvärdering och identifiering av nya enzymer och deras tillämpning i cellfria och cellbaserade format. En viktig fråga är enzymimmobilisering samt aktuella ämnen som CO2-eliminering och CO2-baserade tekniker. Dessa frågor har stor betydelse för såväl framställning av finkemikalier som för nedbrytning av PET. news.rub.de rapporterar också att boken är publicerad i den prestigefyllda serien Methods in Enzymology av Academic Press och är tillgänglig under ISBN 978-0443317880, inklusive en fulltextnedladdning.

Relevansen av nya katalytiska system

Denna omvärdering av biokatalysatorer är särskilt viktig med tanke på aktuella miljöfrågor. Behovet av nya koncept för att använda koldioxid för en cirkulär koldioxidekonomi växer för att minimera ekologiska fotavtryck. I detta sammanhang är fotokatalys, elektrokatalys, termisk katalys och biokatalys viktiga verktyg som föredrar att arbeta i vattenlösningar. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov påpekar att effektiva system som arbetar i vatten är sällsynta.

Ett lovande tillvägagångssätt är identifieringen av specifika enzymer för CO2-reduktion. Detta är baserat på strukturell analys av potentiella CO2-bindningsställen och efterföljande mutationer för att optimera katalysatorerna. I synnerhet identifierades fenolsyradekarboxylaset av *Bacillus subtilis* (BsPAD) som en nyckelkomponent som väsentligt bidrar till den vattenhaltiga fotokatalytiska CO2-reduktionen till kolmonoxid.

• 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.

Tillvägagångssättet verifierades ytterligare genom att testa åtta andra enzymer som också visade den önskade aktiviteten. Detta tyder på att ett stort antal proteiner kan spela en nyckelroll i fotokatalytisk CO2-reduktion.

Sammantaget är den nyutgivna boken inte bara ett värdefullt bidrag till vetenskapen, utan speglar också ett avgörande steg mot mer hållbar och miljövänlig bioteknisk praxis.