Produkty biorące się z powietrza? Ten enzym pozwoli produkować rzeczy z dwutlenku węgla

RuBisCo przekształci CO2 w przydatne poliery

Enzym RuBisCO, zwany też karboksydysmutazą to białko rozpowszechnione w roślinach zielonych, glonach (które z kolei stanowią dobre źródło pożywienia), sinicach i fotosyntetyzujących bakteriach. Pełni ono ważną rolę w procesach fotosyntezy i fotooddychania. Dzięki badaniom prowadzonym przez Shaamę Mallikarjun Sharadę z Uniwersytetu Południowej Kalifornii przy wsparciu Ahmeda Badrana i Jimmy'ego Jianga z Uniwersytetu w Cincinnati, enzym ten można będzie przystosować w taki sposób, aby przechwycone CO2 przekształcane było na glicerynian, a następnie na akrylan, będący podstawą dla produktów polimerowych. 

CO2 to cząsteczka liniowa. Jest bardzo stabilny i jest najwyżej utlenioną formą, jaką może przybrać węgiel - nie można utleniać go dalej, a jedynie zredukować wypychając z niego elektrony. W ten sposób działa właśnie RuBisCO - wyzwala reakcję, która zmusza cząsteczkę dwutlenku węgla do połączenia z substancją znaną jako RUBP i dodaje do równania elektron, co finalnie tworzy kwas karboksylowy.
- wyjaśnia Sharada

Wyzwaniem dla zespołu Sharady jest wystarczające zrozumienie mechanizmu reakcji, jaka zachodzi pomiędzy tymi elementami, by móc skalować jej działanie i wpływać na jej selektywność. Jeśli enzym będzie miał w powietrzu kontakt z tlenem zamiast dwutlenku węgla, to równie dobrze może połączyć się właśnie z nim. Badaczom zależy jednak na tym, aby po modyfikacji reagował jedynie z CO2.

Jakie produkty może nam dać CO2?  

Zespół Sharady odpowiedzialny jest za przeprowadzenie obliczeń, które wyłonią optymalną modyfikację enzymu. Kolejno Ahmed Badran będzie wytwarzał enzym, by w połączeniu z dwutlenkiem węgla dał on glicerynian, z którego Jimmy Jiang stworzy akrylan. Ten zaś przekształcony w poliakrylan jest szeroko stosowanym składnikiem różnych produktów takich jak farby i kleje, a także chemikaliów do oczyszczania wody. 

Celem naukowców jest osiągnięcie przyszłości, w której nie ma potrzeby polegania na paliwach kopalnych, a składowe produktów, jakie chcemy wytworzyć, otrzymujemy bezpośrednio w procesie oczyszczania powietrza. Jeśli badania okażą się obiecujące, zespół może ubiegać się o finansowanie federalne, co pozwoli mu wywrzeć znaczący wpływ na przyszłą technologię redukcji dwutlenku węgla, którego nadmiar w atmosferze jest już wręcz katastroficzny.

Źródło: technology.org