Развитие биотопливных технологий | 12.05.2021

Изучение ферментов дрожжей и плесени дало новый толчок к развитию биотопливных технологий Учёные из Института биотехнологии Манчестера при поддержке BBSRC установили структуру и механизм работы двух ключевых ферментов дрожжей, которые в перспективе позволят разработать более экологичные и эффективные способы получения углеводородов. Результаты были опубликованы в журнале Nature в виде двух взаимодополняющих статей (1 и 2) […] Изучение ферментов дрожжей и плесени дало новый толчок к развитию биотопливных технологий Учёные из Института биотехнологии Манчестера при поддержке BBSRC установили структуру и механизм работы двух ключевых ферментов дрожжей, которые в перспективе позволят разработать более экологичные и эффективные способы получения углеводородов. Результаты были опубликованы в журнале Nature в виде двух взаимодополняющих статей (1 и 2) . Одной из основных проблем, с которой столкнулось современное общество, является истощение запасов нефти, которая важна не только с точки зрения топлива, ведь из нефти получают широчайший спектр продуктов от пластиков до смазочных веществ. Нам срочно нужны эффективные решения, снижающие зависимость от нефти — считает профессор Дэвид Лиз, руководитель исследования. По словам учёного, прямое производство нефтеподобных продуктов живыми организмами является крайне перспективным направлением, однако наше понимание этих процессов крайне ограничено. Таким образом, несмотря на большой потенциал, биотехнологии по получению углеводородов пока совершенно не позволяют организовывать масштабное промышленное производство, которое могло бы составить конкуренцию ископаемым нефтепродуктам. Исследователи изучали любопытное бытовое явление: у продуктов, законсервированных с помощью сорбиновой кислоты, при заплесневении иногда появлялся характерный «керосиновый» запах. Детально изучив биохимию грибов, учёные установили, что эти организмы используют ранее не описанную форму витамина B2 (флавина) для синтеза убихинона (витамина Q10) и летучих углеводородов. С помощью синхротрона Diamond исследователи смогли установить молекулярные подробности этого процесса. Оказалось, что механизм биокатализа, который используют грибы, во многом схож с некоторыми реакциями химического синтеза. Это первый пример подобных химических превращений, описанных в живой природе. Теперь, когда мы понимаем, как дрожжи и другие микроорганизмы получают сравнительно скромные количества нефтеподобных соединений с помощью модифицированного витамина B2, можно сконцентрироваться на увеличении выхода и оптимизации химической структуры этих веществ — считает Лиз. Основным фокусом этой работы были альфа-олефины, которые являются ценным классом промышленных углеводородов и используются в качестве различных компонентов при производстве жёстких и гибких труб, упаковок, синтетических смазок, ПАВ и многого другого. Наше фундаментальное исследование стало возможным благодаря обширному опыту Института биотехнологии Манчестера в ферментных системах, и его результаты закладывают основу для инновационных методик производства биотоплива и синтетических материалов. Полученные нами выводы позволяют в будущем отказаться от промышленных технологий, полагающихся на исчезающие природные ресурсы — резюмирует профессор Лиз.