Przyjazny dla środowiska przemysł dzięki enzymom
Syntetyczne związki chemiczne są używane w produkcji najróżniejszych wyrobów, od nawozów i detergentów po żywność przetworzoną, kosmetyki i leki. Branża syntezy chemicznej jest ogromna, lecz obecnie stosowane procesy są kosztowne i czasochłonne, a przy tym często powodują powstawanie toksycznych odpadów. Naukowcy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt "Developing the next generation of biocatalysts for industrial chemical synthesis" (BIONEXGEN) w celu stworzenia bardziej ekologicznych procesów produkcyjnych poprzez zastosowanie naturalnych enzymów. Członkowie konsorcjum zidentyfikowali cztery klasy reakcji, w których zastosowanie biokatalizatorów może znacznie zmniejszyć emisje gazów cieplarnianych, zużycie energii i ilość toksycznych odpadów. Aminy są używane przy produkcji farmaceutyków, polimerów, chemikaliów specjalistycznych i środków agrochemicznych. Naukowcy opracowali biblioteki enzymów wytwarzających aminy i zidentyfikowali najbardziej obiecujące enzymy do zastosowań komercyjnych. Większość produktów chemicznych na rynku stanowią polimery, przeważnie uzyskiwane z paliw kopalnych. Naukowcy zidentyfikowali nowatorskie biologiczne elementy budulcowe (monomery), które pozwolą uzyskać polimery o ulepszonych właściwościach. Wykorzystując nowatorskie enzymy, odkryto kilka nowych procesów syntezy polimerów. Wytwarzanie glikozydów i oligosacharydów należy do najtrudniejszych obszarów syntezy organicznej. Naukowcy zidentyfikowali nowe enzymy do syntezy oligosacharydów i opracowali metodę wytwarzania oligosacharydów wykorzystującą skrobię jako surowiec odnawialny. Oksydazy to enzymy umożliwiające usuwanie potencjalnie niebezpiecznych związków utleniających. Badaczom udało się zsyntetyzować różnorodne substraty i użyć ich do utleniania licznych związków o znaczeniu przemysłowym. W ramach konsorcjum stworzono też technologie wspomagające, w tym metody fermentacji, unieruchamiania enzymów i agregacji enzymów funkcjonalnych. Prace projektu BIONEXGEN zaowocowały podręcznikiem technologicznym opisującym metody opracowane przez badaczy. Oczekuje się, że projekt BIONEXGEN wywrze długotrwały wpływ na sektory chemii przemysłowej i biotechnologii w UE poprzez dostarczenie nowatorskich procesów produkcji chemikaliów z użyciem enzymów. Włączenie osiągnięć projektu do konwencjonalnych procesów chemicznych pozwoli zmniejszyć ilość emisji, zużycie energii i ilość toksycznych odpadów.
Słowa kluczowe
Enzymy, synteza chemiczna, toksyczne odpady, biokatalizatory, aminy
