Enzimi (ad esempio, quelli derivati ​​da batteri) possono convertire un'ampia varietà di materiali di partenza in una vasta gamma di prodotti target. La cosiddetta biotecnologia bianca mira a sfruttare questa capacità di produrre sostanze chimiche in modo ecologico. Poiché a volte occorrono diversi catalizzatori e passaggi per produrre il prodotto desiderato, Il team di Dirk Tischler ha progettato una cascata per la catalisi del flusso, in collaborazione con gruppi della Delft University of Technology, la Technical University Bergakademie Freiberg e la Slesian University of Technology.

I materiali di partenza glucosio e glucosio-1-fosfato (forma attivata) e UTP (uridina trifosfato, un vettore energetico biochimico) sono stati così convertiti in trealosio in due passaggi che hanno avuto luogo su enzimi immobilizzati. Il primo enzima ha il compito di attivare le molecole di glucosio, il secondo li unisce. "Poiché un enzima richiede condizioni di lavoro diverse dall'altro, li abbiamo immobilizzati in due reattori sequenziali, " spiega Dirk Tischler. Ciò consente ai ricercatori, Per esempio, per regolare la temperatura o il tempo di permanenza dei substrati nel reattore indipendentemente l'uno dall'altro. "Sarebbe anche concepibile non solo collegare gli zuccheri tra loro utilizzando questo metodo, ma anche, Per esempio, coltivare agenti medicinali sullo zucchero, come antibiotici, " lui dice, gettando uno sguardo al futuro.

Stampa di supporti riutilizzabili

In un progetto di follow-up, che ha finanziato insieme alla società Hirsch Engineering Solutions e che è sostenuto dal Ministero federale dell'economia e dell'energia, ora si concentra sull'ottimizzazione della cascata. L'obiettivo è, Prima di tutto, per migliorare i materiali di substrato per gli enzimi. "I substrati di silicato che abbiamo usato finora non sono ugualmente ben tollerati da tutti gli enzimi, " dice Tischler. Inoltre, spesso non sono riutilizzabili. plastica, compresi quelli di origine biologica, potrebbe essere più adatto e può essere modellato mediante stampa 3D. "Hanno già dimostrato la loro biocompatibilità in varie applicazioni mediche, " precisa lo scienziato.

In secondo luogo, i partner del progetto vogliono anche rendere la cascata enzimatica più efficiente in termini di costi aggiungendo una chinasi che ricicla l'UDP separato in UTP alla fine della reazione con l'aiuto del polifosfato. Di conseguenza, la cascata può ricominciare. "Fino ad ora, abbiamo sempre dovuto aggiungere nuove UTP per avviare la cascata, che è abbastanza costoso, " spiega Dirk Tischler. "Se fossimo in grado di riciclarlo per mezzo di polifosfato, i costi sarebbero notevolmente ridotti."