Zespół naukowców z brazylijskiego Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) odkrył nowy enzym o egzotycznej nazwie OleTPRN. Jest to dekarboksylaza wytwarzająca wielonienasycone alkeny, która należy do nadrodziny cytochromu P450. Mimo iż brzmi to skomplikowanie, to najważniejsze, że enzym OleTPRN jest produkowany przez bakterie Rothia nasimurium, których raczej na Ziemi nie zabraknie. Może być on kluczem do opracowania nowych szlaków produkcyjnych dla biopaliwa z takich surowców jak biomasa oleinowa z soi, palmy makowej czy kukurydzy.
Po trzech i pół roku badań zidentyfikowaliśmy enzym, który może zastąpić tradycyjne katalizatory stosowane w procesach termochemicznych do produkcji biokerozenu lotniczego. Dr Letícia Zanphorlin z CNPEM
Nowy enzym? Ale co w nim niezwykłego?
Biopaliwa produkowane masowo w Brazylii (jak etanol i biodiesel) nie nadają się do wykorzystywania w lotnictwie, gdyż zawierają tlen, który może uszkadzać silniki. Konwencjonalne katalizatory stosowane w produkcji paliwa lotniczego obejmują metale takie jak kobalt, platyna, nikiel lub pallad. W porównaniu do nich, nowy enzym dekarboksyluje kwasy tłuszczowe, zrywając wiązanie węgiel-węgiel i usuwając grupę karboksylową. Promuje odtlenianie, które jest jednym z najtrudniejszych procesów do opanowania w produkcji zrównoważonego paliwa lotniczego.
Czytaj też: Jeden enzym wystarczy, by zmienić powietrze w energię. Niesamowite osiągnięcie naukowców
Enzymy działają jak biologiczne katalizatory i przyspieszają reakcje chemiczne zachodzące w organizmach żywych. W badaniu opisanym w czasopiśmie PNAS enzym OleTPRN przekształcił kwasy tłuszczowe w jednym kroku w alkeny (olefiny), rodzaj węglowodoru i ważny chemiczny związek pośredni.
Patent na enzym został zgłoszony w 2021 roku. Jedną z kluczowych zalet CNPEM jest to, że możemy opracować rozwiązanie technologiczne, wdrożyć projekt pilotażowy, rozwinąć go do skali przemysłowej i przeprowadzić oceny techniczne, ekonomiczne i środowiskowe potrzebne do wykrycia wszelkich potencjalnych ulepszeń w opracowywanej innowacji. Dr Letícia Zanphorlin z CNPEM
Brazylia produkuje obecnie około 150 mln ton odpadów lignocelulozowych z trzciny cukrowej w przeliczeniu na suchą masę. Można to zwiększyć bez negatywnego wpływu na środowisko. Aby wdrożyć tę technologię, należałoby dostosować zakłady produkujące biopaliwa, ale infrastruktura dystrybucyjna wykorzystywana przez paliwa kopalne mogłaby być współdzielona przez odnawialne źródła energii działające jako paliwa “drop-in” – substytuty węglowodorów ropopochodnych, które nie wymagałyby dostosowania silników, układów paliwowych ani sieci dystrybucyjnych.
