Münih Teknik Üniversitesi"nden (TUM) Profesör Arne Skerra, ilk kez gaz halindeki CO2"yi biyoteknik bir tepkimede kimyasal kitlesel bir ürünün üretiminde temel bir madde olarak kullanmayı başardı.

Bu ürün, özellikle geniş ölçekte hayvan yemlerinde kullanılan temel bir aminoasit olan metionin. Bu yeni geliştirilmiş enzimsel süreç, ürünün şu anki petrokimyasal üretiminin yerini alabilir. Sonuçlar, Nature Catalysis dergisinde yayımlandı.

Metinoninin petrokimyasal kaynak maddelerden endüstriyel olarak üretimi, şu anda diğer alt maddelere ek olarak son derece toksik yapıdaki hidrojen siyanür gerektiren altı aşamalı bir kimyasal süreç ile gerçekleştiriliyor.

2013 yılında, dünyanın en büyük metionin imalatçılarından olan Evonik Industries Şirketi, bu maddenin daha güvenli bir şekilde üretilmesi için yeni süreçler sunmaları amacıyla üniversite araştırmacılarını davet etti. Doğada metioninin bozunma ürünü olarak bulunan metional, geleneksel süreç sırasında saf bir ara ürün olarak ortaya çıkıyor.

TUM Biyolojik Kimya Bölümünden Profesör Arne Skerra, "Mikroorganizmalardaki metioninin CO2 salınımı ile enzimler tarafından metionala parçalandığı fikri doğrultusunda bu süreci tersine çevirmeye çalıştık." şeklinde açıklıyor. "Çünkü tüm kimyasal tepkimeler prensipte tersine çevrilebiliyor, ancak bu işlem genellikle yalnızca yüksek enerji ve basınç kullanımı ile gerçekleştirilebiliyor."

Dr Skerra, bu fikir ile teklif davetine katıldı ve Evonik konsepti sağlayarak projeyi destekledi.

Doktora sonrası araştırmacı Lukas Eisoldt"un yardımını alan Dr Skerra, imalat süreci ve gerekli biyokatalizörlerin (enzimler) üretimi için gereken parametreleri belirlemeye başladı. Bilim insanları ilk deneyleri gerçekleştirdi ve biyokatalitik bir süreç içerisinde metionalden metionin elde edilmesi için gerekecek CO2 basıncını belirledi.

Şaşırtıcı bir biçimde, yaklaşık iki barlık bir araba lastiğindeki basınca karşılık gelen nispeten düşük basınçta bile beklenmedik derecede yüksek bir verim elde edildi. Yalnızca bir yılın sonunda elde edilen başarılar doğrultusunda, Evonik finansmanı devam ettirdi ve Doktora öğrencisi Julia Martin"in de katılarak desteklediği ekip, tepkimenin biyokimyasal yapısını araştırdı ve protein mühendisliğinden yararlanarak tepkimede yer alan enzimleri optimum hale getirdi.

Birkaç yıl süren çalışmaların ardından tepkimeyi laboratuvar ölçeğinde yüzde 40"lık bir verime ulaşacak şekilde geliştirebilmeye ek olarak biyokimyasal sürecin kuramsal yapısını açıklığa kavuşturmak da mümkün oldu. Arne Skerra, "Doğanın da CO2"i biyomoleküllerde bir yapı taşı olarak biyokatalitik şekilde kullandığı karmaşık fotosentez sürecine kıyasla bizim sürecimiz son derece düzenli ve basit." şeklinde konuştu. "Fotosentez 14 enzim kullanıp yalnızca yüzde 20"lik bir verime sahipken bizim yöntemimiz yalnızca iki enzim gerektiriyor."

Gelecekte bu yeni biyokatalitik tepkimenin temel prensipleri, eczacılıkta kullanılan diğer değerli aminoasitlerin veya öncü maddelerin endüstriyel üretimine yönelik bir model işlevi görebilir. Bu sırada Profesör Skerra"nın ekibi patent alan bu sürecin geniş ölçekli uygulamalarda kullanılabilmesi için protein mühendisliği ile rötuşlarını gerçekleştirecek.

Bu, doğrudan bir kimyasal öncü madde olarak gaz halindeki CO2"den yararlanan ilk biyoteknolojik imalat süreci olabilir. Şimdiye kadar iklim değişikliğine yol açan ana unsurlardan biri olan bu sera gazını geri dönüştürmeye yönelik denemeler, bu işlemi gerçekleştirmek için gereken son derece yüksek enerji düzeyleri nedeniyle başarısızlığa uğramıştı.

Yenar Profil

BUNLARI DA BEĞENEBİLİRSİN

Son Videolar

Leave A Comment

Don’t worry ! Your email address will not be published. Required fields are marked (*).

reklâm

DOWNLOAD OUR APP

QR Code

reklâm