Attualmente, fabbricazione di prodotti come combustibili, materiali sintetici o prodotti farmaceutici da materie prime rinnovabili mancano di efficienza perché i microrganismi elaborano le materie prime molto lentamente e generano molti sottoprodotti indesiderati. I biotecnologi della Goethe University di Francoforte sono ora riusciti a ottimizzare l'utilizzo dello zucchero nel lievito di birra.

I microrganismi come il lievito di birra possono essere paragonati a fabbriche in miniatura:le materie prime (generalmente zucchero) vengono condotte attraverso porte (proteine ​​di trasporto) e convertite in un processo a più fasi con l'aiuto di enzimi. I microbi producono prodotti tecnologicamente desiderabili, mentre anche molti sottoprodotti. Ciò è dovuto al fatto che vari enzimi competono per lo zucchero in modo che si formino diversi elementi costitutivi importanti per la sopravvivenza della cellula.

Thomas Thomik e il dott. Mislav Oreb dell'Istituto di bioscienze molecolari dell'Università Goethe di Francoforte sono ora riusciti a incanalare il metabolismo del lievito di birra in modo tale che lo zucchero possa essere utilizzato in modo più produttivo. Nell'ultimo numero della rinomata rivista scientifica Natura chimica biologia , i ricercatori presentano un nuovo meccanismo mediante il quale le materie prime vengono consegnate direttamente agli enzimi desiderati dalle proteine ​​di trasporto.

Mislav Oreb spiega il principio:"Abbiamo costruito una proteina scaffold che si lega alla proteina di trasporto e quindi funge da stazione di aggancio per gli enzimi desiderati. I codici di riconoscimento negli enzimi consentono loro di attraccare. Il risultato è un accumulo degli enzimi desiderati. vicino al trasportatore. In questo modo, la cella può lavorare la materia prima come su un nastro trasportatore, senza che gli enzimi concorrenti abbiano la possibilità di convertirlo."

Nel loro studio, i biotecnologi mostrano che lo zucchero xilosio viene convertito in etanolo da tali "nastri trasportatori molecolari" (metaboloni di trasporto) in modo più efficiente riducendo al minimo la produzione del sottoprodotto xilitolo indesiderato.

"Il principio alla base potrebbe essere utilizzato per realizzare qualsiasi tipo di prodotto dagli zuccheri, come i biocarburanti, materiali sintetici o prodotti farmaceutici. Il concetto ha il potenziale per rendere i processi biotecnologici più ecologicamente ed economicamente sostenibili, poiché l'utilizzo efficiente dello zucchero è un requisito fondamentale per questo, "dice Mislav Oreb.