Tema

Alternativ till bensin och jetbränsle går att framställa i jästcellfabriker

Många försök har gjorts för att förändra det envisa lilla enzymet. Men ingen har lyckats, förrän nu. Med nya fynd från Chalmers har enzymet fettsyrasyntas börjat producera hållbara kemikalier som kan användas som biobränslen.

Vi är i desperat behov av hållbara och rena alternativ som kan ersätta samhällets alla oljebaserade produkter. En möjlig väg är att producera kemikalier och biobränslen från biomassa.

En forskargrupp på Chalmers arbetar med design av jästcellfabriker som faktiskt kan framställa de kemikalier vi behöver på ett hållbart sätt. Gruppen har nu fått ett stort genombrott; de har lyckats hitta ett sätt att förändra enzymet fettsyrasyntas, FAS, så att det kan framställa nya produkter.

– Det här enzymet producerar vanligtvis långa fettsyror, men vi har nu förändrat det så att det tillverkar medellånga fettsyror och metylketoner – kemikalier som används i dagens transportbränslen, förklarar Zhiwei Zhu, post-doc i forskargruppen.

– Med andra ord: Vi kan nu producera alternativ till bensin och jetbränsle i jästcellfabriker, och det har aldrig gjorts förut.

Strukturen hos enzymet fettsyrasyntas (till vänster), och den modifierade varianten med främmande enzym i fettsyrassyntasets kammare (till höger).

Strukturen hos enzymet fettsyrasyntas (till vänster), och den modifierade varianten med främmande enzym i fettsyrassyntasets kammare (till höger).

Det viktiga enzymet beskrevs först av nobelprisvinnaren Feodor Lynen, och många forskare har på senare år försökt att modifiera det. Men det har varit mycket svårt, eller närmast omöjligt – fram till nu.

– Vi förväntade oss inte det här. Faktiskt ansåg forskarsamhället att det här enzymet var väldigt svårmanipulerat, säger Zhiwei Zhu.

Två acylbärande proteindomäner
Fynden är närmast resultatet av en gnutta tur. För några år sedan upptäckte forskarna av en slump ett FAS som hade två acylbärande proteindomäner.

– Vi försökte ändra på enzymet genom att byta ut den ena acylbärande proteindomänen mot ett främmande enzym, och därigenom ändra dess egenskaper – och förvånande nog lyckades vi. Sedan implementerade vi samma förändring i andra FAS och märkte att det verkade fungera.

Forskarna fokuserar nu på att använda det modifierande enzymet för att bygga jästcellfabriker som producerar kemikalier och bränslen från glukos. Man har ansökt om patent, och företaget Biopetrolia – som bildats av forskare på institutionen för biologi och bioteknik – är igång för att ytterligare utveckla tekniken och därigenom göra den ekonomiskt hållbar.

Men, som den forskare han är, har Zhiwei Zhu även ett eget mål:

– Jag vill avslöja de biokemiska och strukturella förklaringarna till den här nya förändringen i fettsyrasyntas.

Artikeln Nature Chemical Biology: Expanding the product portfolio of fungal type I fatty acid synthases

Kontakt: Jens Nielsen, professor, institutionen för biologi och bioteknik, Chalmers, 031-772 38 04, nielsenj@chalmers.se och Zhiwei Zhu (engelsktalande), postdoc, institutionen för biologi och bioteknik, Chalmers, 076-413 40 87, zhiweiz@chalmers.se

Läs också

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Alternativ till bensin och jetbränsle går att framställa i jästcellfabriker

 lästid ~ 2 min