Momenteel, het maken van producten zoals brandstoffen, synthetische materialen of geneesmiddelen uit hernieuwbare grondstoffen missen efficiëntie omdat de micro-organismen de grondstoffen zeer langzaam verwerken en veel ongewenste bijproducten genereren. Biotechnologen van de Goethe-universiteit Frankfurt zijn er nu in geslaagd het suikergebruik in bakkersgist te optimaliseren.

Micro-organismen zoals bakkersgist zijn te vergelijken met miniatuurfabriekjes:de grondstoffen (meestal suiker) worden door poorten (transporteiwitten) geleid en in een meertrapsproces met behulp van enzymen omgezet. Microben produceren technologisch wenselijke producten, terwijl ook veel bijproducten. Dit komt doordat verschillende enzymen strijden om suiker, zodat verschillende bouwstenen worden gevormd die belangrijk zijn voor het voortbestaan ​​van de cel.

Thomas Thomik en Dr. Mislav Oreb van het Institute of Molecular Biosciences van de Goethe University Frankfurt zijn er nu in geslaagd het metabolisme van bakkersgist zo te kanaliseren dat suiker productiever kan worden gebruikt. In het nieuwste nummer van het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Natuur Chemische Biologie , de onderzoekers presenteren een nieuw mechanisme waarmee de grondstoffen door transporteiwitten direct aan de gewenste enzymen worden geleverd.

Mislav Oreb legt het principe uit:"We hebben een scaffold-eiwit gebouwd dat zich bindt aan het transporteiwit en vervolgens dient als dockingstation voor de gewenste enzymen. Herkenningscodes in de enzymen zorgen ervoor dat ze kunnen aanmeren. Het resultaat is een ophoping van de gewenste enzymen in de buurt van de transporteur. de cel kan de grondstof verwerken zoals op een transportband, zonder dat de concurrerende enzymen de kans krijgen om het om te zetten."

In hun studie hebben de biotechnologen laten zien dat de suiker xylose door dergelijke "moleculaire transportbanden" (transportmetabolonen) efficiënter wordt omgezet in ethanol door de productie van het ongewenste bijproduct xylitol te minimaliseren.

"Het onderliggende principe zou kunnen worden gebruikt om van suikers op elke manier een product te maken, zoals biobrandstoffen, synthetische materialen of geneesmiddelen. Het concept heeft de potentie om biotechnologische processen ecologisch en economisch duurzamer te maken, aangezien efficiënt suikergebruik hiervoor een fundamentele vereiste is, ", zegt Mislav Oreb.