Фумарат синтезируется путем связывания CO2 в пируват с помощью мультибиокатализаторов. Малатдегидрогеназа (ME) объединяет пируват и диоксид углерода (CO2) в L-малат, который может быть преобразован в фумарат под действием фумаразы (FUM). Фумарат можно использовать в качестве исходного сырья для биоразлагаемого пластика, такого как полибутиленсукцинат, который обычно производится из нефти при секвестрации CO2. Предоставлено: Осакский столичный университет.
У растений естественный фотосинтез связывает углекислый газ ( CO2) в органические соединения, которые затем могут быть преобразованы в глюкозу или крахмал. Эти полезные молекулы можно изолировать, сохраняя углерод в твердой форме. Искусственный фотосинтез имитирует этот процесс за счет уменьшения выбросов парниковых газов CO.2— основная причина изменения климата — которая превращается в другие полезные вещества.
Исследователям из Осакского столичного университета удалось создать фумарат с помощью искусственного фотосинтеза пирувата и CO.2. Этот фумарат можно использовать для приготовления биоразлагаемый пластик как полибутиленсукцинат, хранящий углерод в компактной, прочной, твердая форма. В настоящее время большая часть фумарата, используемого для изготовления этого пластика, производится из нефти, поэтому фумарат создается из CO.2 и очень желателен пируват, полученный из биомассы.
Профессор Ютака Амао из Исследовательского центра искусственного фотосинтеза и Мика Такеучи, аспирант Высшей школы науки Осакского столичного университета, использовали биокатализатор малатдегидрогеназу (оксалоацетат-декарбоксилирование) для объединения CO2 с пируватом, полученным из биомассы, для производства L-яблочной кислоты. Впоследствии биокатализатор фумаразу использовали для дегидратации L-яблочной кислоты с целью синтеза фумарата.
«Биокатализаторы использовались для преобразования CO2 в сырье для пластика. Основываясь на наших результатах, мы продолжим улучшать CO.2 системы преобразования с еще меньшим воздействием на окружающую среду; мы стремимся к более эффективной конверсии CO2 в полезные вещества, используя Световая энергия», — сказал профессор Амао.
Благодаря этому успеху команда уже приступила к исследованию новых методов искусственный фотосинтез с целью производства фумарата с использованием света в качестве энергии. Если эту технологию удастся реализовать, она создаст новую искусственную фотосинтетическую систему для синтеза полезных макромолекул из CO.2.
Текущее исследование опубликовано в Химия реакций и инженерия.
Мика Такеучи и др., Биокаталитический синтез фумарата из пирувата и CO2 в качестве исходного сырья, Химия реакций и инженерия (2022). DOI: 10.1039/D2RE00039C
Предоставлено Осакским столичным университетом.
Цитата: Уроки естественного фотосинтеза для преобразования CO2 в сырье для пластика (2022 г., 22 августа), получено 22 августа 2022 г. с https://phys.org/news/2022-08-lessons-natural-photogenesis-conversion-co2.html.
Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
