Ein Algen-Fotoenzym, das mit blauem Licht Fettsäuren in Kohlenwasserstoffe umwandelt

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Anonim

(Phys.org) - Ein Forscherteam, das mit mehreren Institutionen in Frankreich assoziiert ist, hat ein Algen-Fotoenzym entdeckt, das aus blauem Licht Fettsäuren in Kohlenwasserstoffe umwandelt. In ihrem in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Artikel beschreibt das Team ihre Arbeit und die Möglichkeit, ihre Ergebnisse als Mittel zur Bereitstellung einer neuen Kohlenwasserstoff-Energiequelle zu nutzen. Nigel Scrutton mit der University of Manchester bietet ein Perspective-Stück in der gleichen Zeitschrift an, in dem der Kampf für Photochemie in biobasierten Herstellungsprozessen sowie der Überblick über die Arbeit des Teams in Frankreich beschrieben werden.

Wie Scrutton bemerkt, ist es selten, dass die Photokatalyse in biologisch basierten Herstellungsprozessen verwendet wird. Dies liegt hauptsächlich an einem Mangel an biologischem Material, das auf Licht reagiert, so dass es für solche Anwendungen nützlich wäre. Bemerkenswerterweise reagieren viele Organismen natürlich auf Licht, aber sehr wenige Enzyme, die von solchen Organismen verwendet werden, verwenden Licht als direkte Energiequelle. In dieser neuen Arbeit haben die Forscher eine Ausnahme gefunden - ein Algen-Photoenzym, das Fettsäuren unter Verwendung von blauem Licht und einem Riboflavin-Cofaktor in Kohlenwasserstoffe umwandelt. Die erzeugten Kohlenwasserstoffe könnten möglicherweise als Energiequelle verwendet werden, wenn das Verfahren skaliert werden kann.

Das Enzym wurde in der Alge Chlorella variabilis gefunden und wird vom Team als Fettsäure-Photodecarboxylase (FAP) bezeichnet, und es arbeitet in Verbindung mit dem Cofaktor Flavinadenindinukleotid (FAD). Das Team fand heraus, dass das FAP-Enzym seine Arbeit leistet, indem es die biokatalytischen und photorezeptorischen Eigenschaften von Flavin vereint, um Fettsäuren durch Radikalchemie zu katalysieren. Das Ergebnis ist die Entfernung von Carboxylgruppen aus Fettsäuren, was zur Bildung von Alkanen führt.

Das Team berichtet, dass sie das Enzym in Aktion beobachtet haben, nachdem sie blaues Licht auf ein Protein appliziert hatten, das sie durch eine Probe von E. coli exprimiert hatten. Sie rekonstruierten auch die Kristallstruktur des Enzyms, um herauszufinden, wie es während der Katalyse an Fettsäuren gebunden war. Sie schlagen außerdem vor, dass ihre Arbeit auf andere Flavoenzyme hinweisen könnte, könnten auch Phtoenzyme sein, die nur darauf warten entdeckt zu werden.

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