Индийские ученые создали эффективную систему для производства экологичного топлива

Исследователи из Индийского научного института разработали высокоэффективную ферментную систему для преобразования жирных кислот в 1-алкены — универсальные углеводороды, которые могут служить биотопливом, сырьем для полимеров или прекурсорами в фармацевтике.

Команда использовала мембраносвязанный бактериальный фермент UndB, улучшив его производительность с помощью инженерных подходов и молекулярного моделирования. Ранее ученые использовали целые клетки E. coli для экспрессии UndB, но этот метод имел недостатки, включая трудности с поддержанием оптимальных условий и потенциальную токсичность фермента для клеток.

Новая система является безклеточной — исследователи разрушили клетки E. coli и извлекли мембранную фракцию, содержащую UndB, затем объединили ее в растворе с каталазой и кофакторами. Это позволило достичь 262-кратного увеличения каталитической производительности и почти полного преобразования субстрата (до 98% выхода).

«Если мы сможем преобразовать отработанные масла в алкены, которые можно использовать в качестве топлива или строительных блоков для полимеров, мы достигнем как экологических, так и экономических выгод», — говорит ведущий автор исследования Дебасис Дас.

Изначально система плохо справлялась с длинноцепочечными жирными кислотами. С помощью молекулярного моделирования команда выявила структурные изменения, которые позволяют ферменту эффективно обрабатывать более длинные цепи. Инженерная версия UndB показала высокую эффективность с важными для фармацевтики соединениями, такими как 1-пентадецен.

Технология уже запатентована, и команда изучает возможности промышленного сотрудничества для масштабирования производства.