Enzimas Evoluídas Recentemente Desenvolvidas para Produzir Isobuteno Renovável

Um novo estudo de pesquisa publicado em 7 de setembro detalha uma inovação no desenvolvimento de enzimas avançadas para sustentar um processo renovável para produzir um dos produtos vitais da indústria química (isobuteno), usado em todos os lugares, de produtos de beleza a combustível.

As descobertas recentemente publicadas são o resultado de um trabalho coletivo entre a Global Bioenergies e a equipa do Dr. David Leys da Universidade de Manchester. A pesquisa foi publicada na revista Nature Communications. Este artigo explica a evolução e o mecanismo das enzimas de desenvolvimento de isobuteno significativamente superiores aos catalisadores usados ​​anteriormente. O isobuteno é um hidrocarboneto gasoso de alto valor e também um bloco de construção significativo da indústria petroquímica: cerca de 15 milhões de toneladas são produzidas anualmente para produzir ingredientes cosméticos, borracha e combustível.

Pela primeira vez, um extenso membro da família de enzimas que depende de um subproduto incomum da vitamina B2 foi reaproveitado para produzir isobuteno. Isso foi possível devido ao trabalho minucioso executado em ambos os lados do Canal, com evolução guiada por laboratório realizada na Global Bioenergies e análise meticulosa da estrutura das enzimas evoluídas na Universidade de Manchester.

David Leys, líder da equipa do Instituto de Biotecnologia de Manchester da Universidade de Manchester, afirma: “Nossa parceria com a Global Bioenergies em matéria de produção de isobuteno combina biociência molecular quantitativa única e abordagens industriais de alto rendimento. É agradável ver como um conhecimento fundamental dessas enzimas, adquirido com o financiamento do Conselho Europeu de Pesquisa, apoia a aplicação industrial. As enzimas evoluídas representam uma melhoria de muitas ordens de magnitude na eficiência da bioprodução de isobuteno, contribuindo diretamente para um processo economicamente prático e renovável, portanto, um futuro mais duradouro.”

Marc Delcourt, cofundador e CEO da Global Bioenergies, acrescenta: “A Nature Communications está entre as revistas científicas de elite revisadas por pares. Estamos muito satisfeitos em ver o trabalho que realizamos em conjunto com o grupo do Dr. David Leys alcançar um reconhecimento científico tão distinto. As enzimas evoluídas, nas quais a GBE detém direitos de propriedade intelectual especiais para a fabricação de isobuteno, terão uma parte importante na mudança ecológica da qual o nosso mundo está agora participando. ”

A Global Bioenergies traçou um caminho alterado para a fabricação de isobuteno a partir da glicose como uma alternativa ao isobuteno derivado de combustível fóssil. A última etapa essencial para produzir o produto desejado usa uma enzima descarboxilase. Esta enzima específica evoluiu de descarboxilases microbianas de ocorrência natural que dependem de uma vitamina B2 elaboradamente modificada (flavina prenilada ou prFMN) para a atividade.

A equipa de Manchester conduziu os estudos sobre esses catalisadores dependentes de prFMN e definiu as propriedades estruturais e bioquímicas das enzimas produtivas de isobuteno desenvolvidas pela Global Bioenergies. A empresa peneirou uma biblioteca de enzimas para a atividade de produção de isobuteno intrínseca e usou a evolução direcionada para produzir variantes com um aumento de 80 vezes na atividade. A determinação da estrutura dos catalisadores evoluídos mostra que as modificações no bolso da enzima são responsáveis ​​pela produção aumentada, enquanto a solução e os estudos de pesquisa computacional implicam que a liberação de isobuteno é atualmente o fator limitante.

A Global Bioenergies desenvolveu um novo processo de conversão de energias renováveis ​​em isobuteno, um dos principais blocos de construção petroquímicos que pode ser convertido em componentes para cosméticos, gasolina, querosene, GLP e plásticos.

Originalmente publicado pela University of Manchester. Leia o artigo original .

Referência:  Annica Saaret et al, Evolução dirigida de Fdc dependente de FMN prenilado suporta produção de isobuteno in vivo eficiente,  Nature Communications  (2021). DOI: 10.1038 / s41467-021-25598-0