Efterhånden står det klart for de fleste, at det ikke er nok at nedbringe udledningen af CO2, hvis vi skal undgå klimaforandringerne. Vi skal også kunne fjerne CO2.
En af vejene er at lade enzymer omdanne CO2 direkte fra luften. DTU er sammen med EPFL (École Polytechnique Federale de Lausanne, Schweiz) og Technion (Israel Institute of Technology) i fuld gang med at prøve at identificere mikrobielle enzymer af typen formiat-dehydrogenaser, FDH, der effektivt kan omdanne CO2 til formiat, også kendt som myresyre.
Det sker gennem projektet CO2 FDH-21, der i sidste ende har til formål at konstruerede nye FDH-varianter, der har en hidtil uset høj katalytisk aktivitet. Målet er en aktivitet, der er 1000 gange forbedret.
Når enzymerne tilføres elektroner fra en el-kilde, sættes der gang i en proces, som kan udnyttes til at fremstille kemikalier og brændstof som f.eks. methanol.
Bæredygtigheden er dobbelt, fordi vi både opsamler, og omdanner CO2 direkte til andre produkter. Men det er en forudsætning, at der også er en kilde til elektroner – f.eks et kemisk middel, eller el produceret af vindmøller, så enzymerne tilføres elektroner, der udløser omsætningen af CO2, siger professor Anne Meyer fra DTU Bioengineering.
Forsøgene med at finde effektive enzymer finder sted på DTU og udføres af postdoc Liliana Calzadiaz-Ramirez. Udvælgelsen af generne fra FDH-enzymerne er en omfattende opgave. Forskerne bruger derfor specialkonstruerede bakterier af typen E. coli som platforme til at screene og teste forskellige enzymers egenskaber, og til at undersøge effekten af små ændringer i deres genkoder. Ud fra dette princip kan tusindvis af enzymgener undersøges ret hurtigt.
Formiat-dehydrogenase-enzymer er særligt gode til at bygge bro mellem fysisk-kemiske og biologiske processer. I naturen er disse enzymprocesser enten ineffektive eller begrænset til organismer, der er svære at dyrke. Ved at identificere generne bag processen kan vi producere skræddersyede, syntetiske kanaler og derved strømline og udnytte enzymerne til kemiske processer, forklarer Liliana Calzadiaz-Ramirez.
Næste trin i forskningen bliver at undersøge ydeevnen af de 10 bedste enzymer ved hjælp af et bioelektro-katalytisk system, der kan måle, hvor effektive enzymerne er til at omdanne CO2 baseret på den direkte overførsel af elektroner fra en elektrode til enzymet.
Denne del af projektet udføres af Liliana Calzadiaz-Ramirez under et forskningsophold på et speciallaboratorium ved EPFL, og vil senere blive forsynet med eksperimenter på Technion – Israel Institute of Technology. Her vil Liliana Calzadiaz-Ramirez undersøge hastigheden af de kemiske reaktioner og karakterisere robustheden af de bedst konstruerede FDH-varianter.
Forskningsprojektet, CO2 FDH-21, varer i to år og forventes at danne grundlag for en tværfaglig strategi for anvendelse af FDH-enzymer til at reducere CO2 i større produktionsanlæg.
Kilde: DTU
