Et lysfølsomt enzym og en bedre forståelse af en enzymatisk proces ligger bag et reelt gennembrud i udviklingen af biosyntese af biobrændstoffer, der kan anvendes direkte i den nuværende infrastruktur. Disse stoffer kaldes også for drop-in, og kendes bl.a. fra at omdanne slagteriaffald og madolie til brændstoffer.
Men disse processer kræver en masse energi. Biosyntese er derimod en billig og bæredygtig løsning, hvor produktionen er baseret på omdannelse af cellulosisk biomasse, som er den mest udbredte, bæredygtige, biologiske ressource, der findes på jorden.
Enzymet, der oprindeligt stammer fra mikroalger, har den særlige egenskab, at det med blåt lys som eneste energikilde kan såkaldt dekarboxylere fedtsyrer til alkaner, og derved omdanne cellulosisk biomasse til grønne drop-in brændstoffer.
Forskere fra Aarhus Universitet og Massachusetts Institute of Technology (MIT) indsatte enzymet i cellerne på gærsvampen ’Yarrowia Lipolytica’. Svampen syntetiserer glukose fra biomasse til lipider – specifikt til frie fedtsyrer og molekylet ’fatty acyl-CoA’ – som derefter omdannes til alkaner af enzymet i en metabolisk reaktion kaldet ’fedtsyre foto-dekarboxylase’, forkortet FAP.
Lige siden enzymet blev opdaget, har man antaget, at det er de frie fedtsyrer, som er enzymets foretrukne reaktant i FAP-processen, og at en overflod af frie fedtsyrer således ville resultere i højere udbytte i produktionen af biobrændstoffer.
Men det har nu vist sig at være forkert.
I vores forsøg har vi bevist, at det er molekylerne fatty acyl-CoA – og ikke de frie fedtsyrer – som er den foretrukne reaktant for det lysafhængige enzym. Og vi har benyttet dette resultat med stor succes i vores undersøgelse til at omdanne 89 pct. af disse molekyler til alkaner, hvilket giver et udbytte på 1,47 g/l glukose, siger Bekir Engin Eser, adjunkt ved Aarhus Universitet.
Den nye opdagelse er et muligt gennembrud i biosyntese af de såkaldte drop-in biobrændstoffer, da forskerne dermed – for første gang nogensinde i denne proces – har syntetiseret grønne brændstoffer på et niveau, der er relevant for fremtidig industriel produktion.
Kilde: Aarhus Universitet