Nieuw vandaag gepubliceerd onderzoek beschrijft een doorbraak in de aanmaak van geëvolueerde enzymen ter ondersteuning van een hernieuwbaar proces om een ​​van de belangrijkste bouwstenen van de chemische industrie te maken die in alles wordt gebruikt, van schoonheidsproducten tot brandstof.

De nieuw gepubliceerde bevindingen zijn het resultaat van samenwerking tussen Global Bioenergies en het team van Dr. David Leys van de Universiteit van Manchester, en zijn vandaag gepubliceerd in Natuurcommunicatie . Dit artikel beschrijft de evolutie en het mechanisme van isobuteenvormende enzymen die veel beter zijn dan eerder gebruikte katalysatoren. Isobuteen is een hoogwaardige gasvormige koolwaterstof, en een van de belangrijkste bouwstenen van de petrochemische industrie:er wordt jaarlijks 15 miljoen ton geproduceerd om cosmetische ingrediënten op te leveren, rubber en brandstoffen.

Dit is de eerste keer dat een lid van een wijdverbreide enzymfamilie die afhankelijk is van een ongebruikelijk vitamine B2-derivaat, is hergebruikt om isobuteen te produceren. Dit is mogelijk gemaakt door de uitgebreide werkzaamheden aan beide zijden van het Kanaal, met laboratoriumgestuurde evolutie uitgevoerd bij Global Bioenergies, en gedetailleerde structuuranalyse van de geëvolueerde enzymen aan de Universiteit van Manchester.

David Leys, groepsleider bij het Manchester Institute of Biotechnology van de Universiteit van Manchester, zegt:"Onze samenwerking met Global Bioenergies op het gebied van isobuteenproductie combineert op een unieke manier kwantitatieve moleculaire biowetenschappen en industriële, benaderingen met een hoge doorvoer. Het is zeer bevredigend om te zien hoe fundamenteel begrip van deze enzymen, verkregen met financiering van de Europese Onderzoeksraad, industriële toepassing ondersteunt. De geëvolueerde enzymen vertegenwoordigen verschillende ordes van grootte verbetering in de efficiëntie van de bioproductie van isobuteen, direct bijdragen aan een economisch levensvatbaar en hernieuwbaar proces, en dus een duurzamere toekomst."

Marc Delcourt, mede-oprichter en CEO van Global Bioenergies, voegt toe:" Natuurcommunicatie behoort tot de eersteklas peer-reviewed wetenschappelijke tijdschriften. We zijn erg blij om te zien dat het werk dat we samen met het team van Dr. David Leys hebben uitgevoerd, zo'n opvallende wetenschappelijke erkenning krijgt. De geëvolueerde enzymen, waarop GBE exclusieve intellectuele eigendomsrechten heeft voor de isobuteenproductie, zal een belangrijke rol spelen in de milieutransitie waar onze wereld nu mee bezig is."

Als alternatief voor van fossiele brandstoffen afgeleid isobuteen, Global Bioenergies heeft een aangepaste route samengesteld voor de productie van isobuteen uit glucose. De cruciale laatste stap die het gewenste product oplevert, maakt gebruik van een decarboxylase-enzym. Dit specifieke enzym is geëvolueerd uit natuurlijk voorkomende microbiële decarboxylasen die voor hun activiteit afhankelijk zijn van een uitgebreid gemodificeerde vitamine B2 (prenylated flavine of prFMN genoemd).

De Manchester-groep heeft een voortrekkersrol gespeeld bij het bestuderen van deze prFMN-afhankelijke katalysatoren, en bepaalde structuur en biochemische eigenschappen van isobuteenleverende enzymen ontwikkeld door Global Bioenergies. Het bedrijf screende een enzymbibliotheek op inherente isobuteenproductieactiviteit, en gebruikte gerichte evolutie om varianten op te leveren met een 80-voudige toename in activiteit. Structuurbepaling van de ontwikkelde katalysatoren laat zien dat veranderingen in de enzympocket verantwoordelijk zijn voor een verbeterde productie, terwijl oplossings- en computationele studies suggereren dat isobuteenafgifte momenteel de beperkende factor is.

Global Bioenergies heeft een uniek conversieproces ontwikkeld voor hernieuwbare bronnen in isobuteen, een van de belangrijkste petrochemische bouwstenen die kunnen worden omgezet in ingrediënten voor cosmetica, benzine, kerosine, LPG en kunststoffen.