Una nuova ricerca pubblicata oggi descrive una svolta nella creazione di enzimi evoluti per supportare un processo rinnovabile per creare uno degli elementi costitutivi chiave dell'industria chimica utilizzata in tutto, dai prodotti di bellezza al carburante.

I risultati appena pubblicati sono il risultato del lavoro collaborativo tra Global Bioenergies e il team del Dr. David Leys presso l'Università di Manchester, e sono stati pubblicati oggi in Comunicazioni sulla natura . Questo documento descrive l'evoluzione e il meccanismo degli enzimi che formano l'isobutene di gran lunga superiori ai catalizzatori utilizzati in precedenza. L'isobutene è un idrocarburo gassoso di alto valore, e uno dei principali elementi costitutivi dell'industria petrolchimica:15 milioni di tonnellate vengono prodotte ogni anno per produrre ingredienti cosmetici, gomma e combustibili.

Questa è la prima volta che un membro di una famiglia di enzimi molto diffusa che dipende da un insolito derivato della vitamina B2 è stato riproposto per produrre isobutene. Ciò è stato possibile grazie al vasto lavoro svolto su entrambe le sponde della Manica, con evoluzione guidata in laboratorio svolta presso Global Bioenergies, e un'analisi dettagliata della struttura degli enzimi evoluti presso l'Università di Manchester.

David Leys, capogruppo presso il Manchester Institute of Biotechnology dell'Università di Manchester, afferma:"La nostra collaborazione con Global Bioenergies sul tema della produzione di isobutene combina in modo unico la bioscienza molecolare quantitativa e industriale, approcci ad alto rendimento. È molto soddisfacente vedere come la comprensione fondamentale di questi enzimi ottenuta con i finanziamenti del Consiglio europeo della ricerca supporti l'applicazione industriale. Gli enzimi evoluti rappresentano un miglioramento di diversi ordini di grandezza nell'efficienza della bioproduzione di isobutene, contribuendo direttamente a un processo economicamente sostenibile e rinnovabile, e quindi un futuro più sostenibile".

Marc Delcourt, co-fondatore e CEO di Global Bioenergies, aggiunge:" Comunicazioni sulla natura si colloca tra le riviste scientifiche di alta classe peer-reviewed. Siamo molto lieti di vedere che il lavoro che abbiamo condotto in collaborazione con il team del Dr. David Leys raggiunge un così sorprendente riconoscimento scientifico. Gli enzimi evoluti, su cui GBE detiene diritti di proprietà intellettuale esclusivi per la produzione di isobutene, avrà un ruolo significativo nella transizione ambientale in cui il nostro mondo è ora impegnato".

In alternativa all'isobutene derivato da combustibili fossili, Global Bioenergies ha assemblato un percorso modificato per la produzione di isobutene dal glucosio. Il passaggio finale cruciale per ottenere il prodotto desiderato fa uso di un enzima decarbossilasi. Questo particolare enzima è stato evoluto dalle decarbossilasi microbiche presenti in natura che dipendono per l'attività da una vitamina B2 elaboratamente modificata (chiamata flavina prenilata o prFMN).

Il gruppo di Manchester è stato in prima linea nello studio di questi catalizzatori dipendenti dal prFMN, e determinata struttura e proprietà biochimiche degli enzimi che producono isobutene sviluppati da Global Bioenergies. L'azienda ha esaminato una libreria di enzimi per l'attività intrinseca di produzione di isobutene, e ha utilizzato l'evoluzione diretta per ottenere varianti con un aumento dell'attività fino a 80 volte. La determinazione della struttura dei catalizzatori evoluti rivela che i cambiamenti nella tasca enzimatica sono responsabili di una migliore produzione, mentre la soluzione e gli studi computazionali suggeriscono che il rilascio di isobutene è attualmente il fattore limitante.

Global Bioenergies ha sviluppato un processo di conversione unico per le risorse rinnovabili in isobutene, uno dei principali elementi costitutivi petrolchimici che possono essere convertiti in ingredienti per cosmetici, benzina, cherosene, GPL e plastiche.