Исследовательская группа из США разработала метод для производства новых для природы углеродных продуктов, сообщает Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли. Метод, описанный в журнале Nature, использует бактерии и может помочь сократить выбросы парниковых газов при производстве топлива, лекарств и химикатов.
Ученые смогли синтезировать внутри бактериальной клетки как природные ферменты, так и карбены – высокореактивные химические вещества на основе углерода, которые можно использовать во многих различных типах реакций.
В течение десятилетий ученые хотели использовать карбеновые реакции в производстве топлива и химикатов, а также в синтезе лекарств. Но эти карбеновые процессы можно было проводить только небольшими партиями через пробирки, и для запуска реакции требовались дорогие химические вещества. В этом исследовании ученые заменили токсичные химические реагенты натуральными продуктами, которые могут быть получены с помощью модифицированного штамма бактерий Streptomyces. Все, что нужно – «накормить» бактерию сахаром, который она использует для производства химических продуктов посредством клеточного метаболизма.
Во время экспериментов ученые наблюдали за бактерией, когда она превращает сахара в предшественник карбена и алкеновый субстрат. Бактерия также экспрессировала фермент P450, который использовал эти химические вещества для создания циклопропанов, высокоэнергетических молекул, которые потенциально можно использовать для устойчивого производства новых биоактивных соединений и современного биотоплива.
«Теперь мы можем проводить эти интересные реакции внутри бактериальной клетки. Клетки производят все реагенты и кофакторы, а это означает, что вы можете масштабировать эту реакцию до очень больших масштабов для массового производства, — отмечают авторы работы. И добавляют, что использование бактерий для синтеза химических веществ также может помочь сократить выбросы углерода.
[Фото: JING HUANG/BERKELEY LAB]
