Было много попыток модифицировать этот упрямый маленький фермент, но ни одна из них не увенчалась успехом. До нынешнего момента. Благодаря новым открытиям Технологического университета Чалмерса фермент синтазы жирных кислот (FAS) начал производить устойчивые химические вещества для биотоплива. Результаты были недавно опубликованы в журнале Nature Chemical Biology..
Нам очень нужны устойчивые и чистые альтернативы продуктам, полученным из нефти. Один из доступных вариантов - производить химикаты и биотопливо из экологически чистой биомассы.
Для этого исследовательская группа из Технологического университета Чалмерса усердно работает, пытаясь спроектировать фабрики дрожжевых клеток, которые действительно могут производить необходимые нам химические вещества экологически безопасным способом. Группа добилась крупного прорыва, разработав новый метод модификации фермента синтазы жирных кислот (FAS), чтобы он мог создавать новые продукты.
«Этот фермент обычно синтезирует жирные кислоты с длинной цепью, но теперь мы модифицировали его для синтеза жирных кислот со средней длиной цепи и метилкетонов - химических веществ, которые являются компонентами используемого в настоящее время транспортного топлива», - говорит Чживэй Чжу, постдок и первый автор исследования.
"Другими словами: теперь мы можем производить альтернативы бензину и реактивному топливу на заводах по производству дрожжевых клеток, чего раньше никто не делал."
Важный фермент был впервые описан лауреатом Нобелевской премии Федором Линеном, и в последние годы многие исследователи пытались его модифицировать. Но до сих пор это казалось очень сложным или почти невозможным.
«Мы этого не ожидали. На самом деле научное сообщество считало, что этот жесткий фермент не поддается манипуляциям», - говорит Чживэй Чжу.
Выводы на самом деле являются результатом счастливого случая. Несколько лет назад исследователи случайно обнаружили синтазы жирных кислот, которые имели два домена белка-переносчика ацила..
"Сначала мы попытались изменить эту синтазу жирных кислот, заменив один из ее ацильных белковых доменов чужеродным ферментом, чтобы изменить ее свойства, и, что удивительно, это сработало. Затем мы внедрили такую модификацию в другие синтазы жирных кислот грибов. и нашел этот подход универсальным."
В настоящее время исследователи сосредоточены на использовании модифицированного фермента для создания фабрик дрожжевых клеток для производства химических веществ и топлива из глюкозы. На изобретение была подана заявка на патент, и компания Biopetrolia, дочерняя компания Технологического университета Чалмерса, активно участвует в попытках дальнейшего развития технологии, чтобы сделать ее экономически жизнеспособной.
Но как ученый, Чживэй Чжу также имеет собственную долгосрочную цель:
"Я заинтересован в глубоком раскрытии биохимической и структурной основы этой новой модификации синтазы жирных кислот грибов."