Ny forskning publicerad idag beskriver ett genombrott i skapandet av utvecklade enzymer för att stödja en förnybar process för att göra en av de viktigaste byggstenarna i den kemiska industrin som används i allt från skönhetsprodukter till bränsle.

De nyligen publicerade resultaten är resultatet av ett samarbete mellan Global Bioenergies och teamet av Dr. David Leys vid University of Manchester, och har publicerats idag i Naturkommunikation . Denna artikel beskriver utvecklingen och mekanismen för isobutenbildande enzymer som är mycket överlägsna tidigare använda katalysatorer. Isobuten är ett högvärdigt gasformigt kolväte, och en av de stora byggstenarna i den petrokemiska industrin:15 miljoner ton produceras varje år för att ge kosmetiska ingredienser, gummi och bränslen.

Detta är första gången en medlem av en utbredd enzymfamilj som är beroende av ett ovanligt vitamin B2-derivat har återupptagits för att ge isobuten. Detta har möjliggjorts genom det omfattande arbete som utförts på båda sidor om kanalen, med laboratoriestyrd evolution utförd på Global Bioenergies, och detaljerad strukturanalys av de utvecklade enzymerna vid University of Manchester.

David Leys, gruppledare vid Manchester Institute of Biotechnology vid University of Manchester, säger:"Vårt samarbete med Global Bioenergies i ämnet isobutenproduktion kombinerar på ett unikt sätt kvantitativ molekylär biovetenskap och industriell, tillvägagångssätt med hög genomströmning. Det är mycket tillfredsställande att se hur grundläggande förståelse för dessa enzymer som erhållits med finansiering från Europeiska forskningsrådet stödjer industriell tillämpning. De utvecklade enzymerna representerar flera förbättringar i effektiviteten av bioproduktion av isobuten, som direkt bidrar till en ekonomiskt lönsam och förnybar process, och därmed en mer hållbar framtid."

Marc Delcourt, medgrundare och VD för Global Bioenergies, lägger till:" Naturkommunikation står bland de högklassiga peer-reviewed vetenskapliga tidskrifterna. Vi är mycket glada över att se att det arbete vi utförde tillsammans med teamet av Dr. David Leys når ett så slående vetenskapligt erkännande. De utvecklade enzymerna, där GBE innehar exklusiva immateriella rättigheter för isobutenproduktionen, kommer att ha en betydande roll i den miljöomställning som vår värld nu är engagerad i."

Som ett alternativ till isobuten som härrör från fossila bränslen, Global Bioenergies sammanställde en modifierad väg för produktion av isobuten från glukos. Det avgörande sista steget som ger den önskade produkten använder sig av ett dekarboxylasenzym. Detta speciella enzym har utvecklats från naturligt förekommande mikrobiella dekarboxylaser som är beroende av ett noggrant modifierat vitamin B2 (kallat prenylerat flavin eller prFMN) för aktivitet.

Manchester-gruppen har legat i framkant när det gäller att studera dessa prFMN-beroende katalysatorer, och bestämd struktur och biokemiska egenskaper hos isobuten som ger enzymer utvecklade av Global Bioenergies. Företaget screenade ett enzymbibliotek för inneboende isobutenproduktionsaktivitet, och använde riktad evolution för att ge varianter med upp till en 80-faldig ökning i aktivitet. Strukturbestämning av de utvecklade katalysatorerna visar att förändringar i enzymfickan är ansvariga för förbättrad produktion, medan lösnings- och beräkningsstudier tyder på att isobutenfrisättning för närvarande är den begränsande faktorn.

Global Bioenergies har utvecklat en unik omvandlingsprocess för förnybara resurser till isobuten, en av de viktigaste petrokemiska byggstenarna som kan omvandlas till ingredienser för kosmetika, bensin, fotogen, Gasol och plast.