Модифицированные ферменты превратят растительные отходы в полезные продукты

Ученые из США и Великобритании создали новое семейство ферментов для проведения одного из самых важных процессов превращения растительных отходов в ценные продукты, вроде нейлона, пластика и химикатов.

В прошлом году эта же команда изготовила и модифицировала фермент, разлагающий пластик, сообщает phys.org. Результаты нового исследования представлены в журнале PNAS. Проектом руководили профессора Джен Дюбуа (Университет штата Монтана), Кен Хоук (Калифорнийский университет Лос-Анджелеса), Джон Макгиан (Портсмутский университет) и доктор Грегг Бекхэм (Национальная лаборатория возобновляемой энергии).

Новый фермент реагирует с лигнином – основным растительным компонентом, который уже десятки лет пытаются расщепить.

«Мы модифицировали природный энзим для повышения эффективности переработки этого полимера», — сказал Макгиан.

Лигнин является каркасом для растительных клеток и обеспечивает доставку воды. Существующие ферменты работают только с одним из его компонентов, снижая эффективность процесса расщепления. Использовав современные структурные и биохимические техники, команда изменила форму энзима для реакции с несколькими веществами. Это открыло путь к созданию новых материалов, вроде нейлона и биопластика, из растительных отходов. Получение продуктов из лигнина также уменьшает зависимость от нефти и помогает снизить выбросы углекислого газа.

«Мы использовали рентгеновскую кристаллографию для определения структуры 10 ферментов и компонентов лигнина. Результаты позволили модифицировать энзимы для работы с новыми молекулами. Наши коллеги перенесли ДНК ферментов в промышленные штаммы бактерий, расширив их реакционные возможности», — сказал Дэн Хинчен, аспирант Портсмутского университета

Проект доказал работоспособность концепции. Теперь специалисты могут использовать его выводы для преобразования лигнина в полезные продукты.

Результаты исследования представлены в журнале PNAS.