Cercetatorii din inginerie chimica de la UCLA au sintetizat o noua forma sintetica de metabolizare ce ar demonta glucoza astfel incat s-ar ajunge la o marire cu 50% a productiei de combustibil bio. Noua metoda intentioneaza sa inlocuiasca metoda de metabolizare naturala cunoscuta ca glycolysis, o serie de reactii chimice pe care aproape toate organismele il folosesc pentru a transforma zaharurile in precursorii molecolari pe care celulele le necesita. Glycolysis transforma patru din cei sase atomi de carbon ce se gasesc in glucoza, in carbon cu doua molecule cunoscut ca acetyl-CoA, un precursor al biocombustibililor precum ethanol si butanol, la fel ca acizii grasi, amino acizii, etc. Totusi, cele doua molecule de carbon ramase se pierd precum dioxid de carbon.

Glycolysis este folosita in curent de biorafinarii pentru a transforma zaharurile derivate din plante in biocombustibili, dar pierderea celor doi atomi de carbon din cei sase, reprezinta o mare lacuna in eficienta procesului. Noul proces al cercetatorilor de la UCLA “synthetic glycolytic pathway” transforma cei sase atomi din clucoza in trei molecule de acetyl-CoA fara a suferi pierderi precum dioxid de carbon.

Studiul de cercetare se regaseste public online din Septembrie 29, in jurnalul Nature.

Cercetatorii principali in acest proiect sunt James Liao, Ralph M. Parsons Profesor Fondator in Inginerie Chimica si Sef al Departamentul de Inginerie Chimica si Biomoleculara De asemenea Igor Bogorad, un absolvent al departamentului lui Liao.

“Aceasta metoda a rezolvat una dintre cele mai reprezentative limitari in productia de biocombustibili”. Liao a mai spus: “ Aceasta limitare se credea a fi de nedepasit datorita modului in care glycolysis a evoluat”.
Aeasta metoda sintetica foloseste enzyme ce se regasesc in diferite parti ale naturii. Echipa a verificat s ia confirmat ca noua metoda a avut succes in vitro. Dupa care prin inginerie genetica au modificat bacteria E. coli sa foloseasca metoda sintetica si demonstrata de conservare a carbonului. Moleculele de acetyl-CoA rezultate pot fi folosite pentru a produce un combustibil cu eficienta mai mare a carbonului. Cercetatorii s-au indoit de noua lor metoda hibrida “non-oxidative glycolysis”, sau NOG.
“Acesta este un nou ciclu fundamental” a zis Bogorad. “Am redirectionat metoda centrala de metabolizzare si am descoperit o cale de a mari productia de acetyl-CoA. In loc sa pierdem atomii de carbon ca CO2, putem acum sa-i conservam si putem imbunatati productia.”

Cercetatorii au mai observat ca noua metoda poate fi folosita pentru mai multe tipuri de zaharuri, si in fiecare caz cu un numar diferit de atomi de carbon iar pierderea de carbon ar fi zero.
“Pentru productia de biocombustibil, o imbunatatire cu 50% in productie ar fi un pas urias”, a zis Bogorad. “NOG poate fi o platforma buna pentru diferite zaharuri iar conversia in acetyl-CoA este de 100%. Estimam ca NOG va fi foarte popular si va deschide multe posibilitati noi datorita modalitatii in care poate conserva carbonul.”
Cercetatorii au mai sugerat ca aceasta noua metida poate fi folosita in productia de biocombustibili folosind microbi fotosintetici.
Sursa: Universitatea din California , Los Angeles