Metaboličtí inženýři postavili syntetickou dráhu pro fixaci CO2

Bylo by skvělé dostat z atmosféry nadbytečný oxid uhličitý biologickou cestou. Zajímavé řešení se svým týmem nabízí Tobias Erb z Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology v německém Marburgu. Vyvinuli syntetickou, ale přesto kompletně biologickou metabolickou dráhu, která je založena na fotosyntéze o 20 procent účinnější, nežli běžná fotosyntéza rostlin. 

Podle Erba lze v přírodě nalézt enzymy fixující oxid uhličitý, které jsou velmi různé kvality. Některé z nich jsou mnohem lepší, nežli enzym RuBisCo, který má na starost fixaci oxidu uhličitého ve fotosyntéze zelených rostlin. Samotný Erb izoloval jeden takový bakteriální enzym s poněkud uživatelsky nevstřícným jménem Krotonyl-CoA Karboxyláza/Reduktáza. Tenhle enzym se s RuBisCem nedá vůbec srovnat. Prakticky nedělá chyby a je asi tak dvacetkrát rychlejší než poněkud nešikovné RuBisCo.

Erb a spol. nejprve navrhli teoretický metabolický cyklus Krotonyl-CoA/Etylmalonyl-CoA/Hydroxybutyryl-CoA, zkráceně CETCH, který zahrnuje účinnou fixaci oxidu uhličitého. Pak z databáze 40 tisíc známých enzymů vybrali několik desítek kandidátů, kteří zvládají potřebné biochemické reakce.

Vybrané enzymy různě kombinovali v laboratorních podmínkách a po asi dvouletém úsilí optimalizovali výkonnou metabolickou dráhu. Během těchto experimentů testovali nové biokatalyzátory, často geneticky vylepšené, a také zkoušeli nové kombinace enzymů, ve snaze dospět k co nejlépe fungující metabolické dráze.

Výsledkem jejich snažení je syntetická metabolická dráha fixující CO2. Podle Erba tu něco takového ještě nebylo. CETCH dráha se skládá z celkem 17 enzymů, včetně 3 geneticky vylepšených, které pocházejí z 9 různých organismů, nevyjímaje člověka. Nejlepší je, že CETCH fixace CO2 poráží fotosyntézu rostlin o 20 procent, a ještě ke všemu slibuje výrobu zajímavých produktů.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Více informací najdete zde: