Sürdürülebilir hammadde olarak hava kaynaklı CO2’yi amino asitlere dönüştürün

Temel olarak karbondioksit emisyonunun neden olduğu küresel ısınma ve iklim değişikliği ciddi bir sorun haline geliyor ve CO’dan yararlanmak için verimli karbon yakalama ve kullanma teknolojilerinin geliştirilmesi zorunludur.2 ve türetilmiş tek karbonlu (C1) bileşikleri. CO kullanımı2 endüstriyel kimyasallar ve gıda bileşenleri dahil olmak üzere değerli metaların biyo-üretimi için fosil bağımlı bir ekonomiden yeşil ve sürdürülebilir bir biyoekonomiye geçişte büyük önem taşımaktadır. Geleneksel CO’da2-fiksasyon biyolojik yolları, doğal veya sentetik olmasına bakılmaksızın, genellikle pahalı enerji (ATP, NADPH) kofaktörleri gerektirir, düşük termodinamik itici güçler sergiler ve sınırlı biyosentetik hızlara sahiptir.

Bu sınırlamaları gidermek için Entegre KemoEnzimatik CO tasarladık2 ATP ve NAD(P)H açısından hiçbir kofaktör gerektirmeyen ve havada tutulan CO’yu dönüştürebilen ICE-CAP adı verilen Amino-asit Yolu’na2 yanı sıra gaz CO2 Amino asitlere etkili bir şekilde. ICE-CAP, enerji açısından zengin C1 bileşiği metanol veya formaldehitin ko-metabolizması ile birleştirilmiş tasarlanmış glisin parçalama sistemine (GCS) dayanmaktadır. Termodinamik analiz, formik asit bazlı geleneksel indirgeyici glisin yolundan çok daha iyi olan bu kombinasyonun önemli avantajlarını vurgulamaktadır. ICE-CAP’de metanol, metanol oksidaz (A) yoluyla formaldehite yol açabilir, ardından formaldehit ve tetrahidrofolatın (THF) kendiliğinden yoğunlaşması bir C1 donörü oluşturur: 5,10-CH2-THF, daha sonra amonyum ile birleşir ve CO2 sırasıyla aminometiltransferaz (T) ve glisin dekarboksilazın (P) katalizinden sonra glisin üretmek için. Glisin ayrıca serin hidroksimetiltransferaz (S) ve serin deaminaz (D) ile serin ve piruvata genişletilebilir.

ICE-CAP’in birçok benzersiz özelliği ve avantajı vardır.

  1. Tek kap sentezde enzimatik kataliz ile biyouyumlu kimyanın mükemmel kombinasyonu. Kilit enzimatik olmayan reaksiyonlar, oksitlenmiş versiyonundan indirgenmiş lipoillenmiş H proteini formunu ve formaldehit ile THF (tetrahidrofolat) arasındaki kendiliğinden yoğunlaşmayı yeniden oluşturmak için DTT’ye (ditiyotreitol) bağımlı kükürt indirgeyici kimyada bulunur. Yapay elektron transferinin kurulmasında DTT kimyasının kullanılması, L proteininin (dihidrolipoamid dehidrogenaz) yerini alabilir, pahalı NADH gereksinimini ortadan kaldırabilir, biyolojik termodinamik itici gücü geliştirebilir, geri dönüşümlü GCS’yi geri dönüşümsüz glisin sentez yönüne çevirebilir, polimerizasyonu önleyebilir karboksilaz enzimlerinin ve böylece rGCS sistemi ile kombinasyon halinde glisin üretim hızını önemli ölçüde arttırır.
  2. Çift C1 sabitleme stratejisi. ICE-CAP, elektron eksikliği olan CO’yu yakalamak için bir elektron yoğun C1 bileşiğinin (metanol veya formaldehit) dahil edilmesini uygular.2 Girdi enerjisinden tam olarak yararlanmak için verimli bir yol sunan moleküller. Bu çift C1 fiksasyon stratejisi ile metanol ve CO’dan 54 nmol/dak/mg protein glisin üretim hızı elde ettik.2, şimdiye kadar bildirilen en yüksek değer. Metanol veya formaldehit olarak CO’dan elde edilebilir.2 kimyasal olarak, iki glisin karbonunun her ikisi de CO’dan türetilebilir2.
  3. Doğrudan hava yakalama ve kullanma. Sadece CO’nun doğrudan uzaklaştırılmasıdır.2 küresel atmosferik CO’yu fiilen azaltabilen havadan2 konsantrasyon. Bu nedenle, karbon yakalama ve kullanma (CCU) süreçlerinin geliştirilmesi zorunludur. Havada tutulan CO kullanma2 hammadde olarak g/L düzeyinde glisin, serin ve piruvat üretimi sağladık. CO yakalama2 bikarbonata dönüştürülmesi ve ardından amino asitlere dönüştürülmesi, CO için umut verici bir çözüm sunar.2 kıymetlendirme. Amonyum hidroksitin bir sorbent olarak daha fazla geliştirilmesi, amino asit biyosentezi için mükemmel bir karbon ve nitrojen kaynağı olan amonyum bikarbonat üretebilir;

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir