A jövő bioüzemanyaga lehet az önlebontó kukorica

Egy amerikai cég nemrégiben előállított egy olyan kukoricaváltozatot, amely eleve magában hordozza a cellulóz lebontását elősegítő enzimeket, ezek azonban nem aktiválódnak, amíg nincs rájuk szükség.

A jövő bioüzemanyaga lehet az önlebontó kukorica

A  kukoricából, pálmaolajból vagy cukornádból előállított bioüzemanyagok közös jellemzője, hogy a teljes növény tömegének csak egy aprócska százaléka használható fel erre a célra, mivel a cukrok jelentős része cellulóz formájában van jelen a növényi szervezet többi részében, amelyet viszont nagyon nehéz üzemanyagként felhasználható molekulákká bontani. Jelenleg ehhez szélsőséges körülményeknek és hosszas enzimkezelésnek kell kitenni a növényi nyersanyagot, ami olyan magas költségekkel jár, hogy egyelőre egyszerűen nem éri meg a növények ezen részeiből üzemanyagot gyártani.

Egy amerikai cég azonban nemrégiben előállított egy olyan kukoricaváltozatot, amely már eleve magában hordozza a cellulóz lebontását elősegítő enzimeket, ezek azonban nem aktiválódnak, amíg nincs rájuk szükség. A hemicellulózok a sejtfal nem cellulóz jellegű poliszacharidjai, amelyek a cellulózkötegeket kémiailag összekapcsolva tovább nehezítik azok lebontását. Ezen molekulák bontásával tehát nemcsak jelentős mennyiségű, bioüzemanyagként felhasználható cukor válik hozzáférhetővé, de a cellulóz szerkezete is könnyebben megbonthatóvá válik. A hemicellulózok lebontása így az üzemanyaggyártás kulcsfontosságú korai lépései közé tartozik, azonban mint már említettük bonyolult és költséges folyamat.

A szakértők úgy vélik, hogy ha a lebontást végző enzim elve a növényi szervezetben van, azzal egyszerűsödhet és olcsóbbá válhat az eljárás. Végül a xylanáz nevű enzimet kódoló gén beültetése révén oldották meg a problémát, ezzel azonban az volt a gond, hogy az enzim még életében elkezdte megemészteni a növényi sejtfal hemicellulózát, ennek eredményeként pedig egészségtelen kinézetű, apró termést hozó növényi szervezetek jöttek létre.

Mivel bioüzemanyagok előállítása egyébként is a normálisnál magasabb hőmérsékletet igényel, a kutatók úgy gondolták, hogy az lehet a megoldás, ha úgy módosítják az enzimet, hogy az csak magas hőmérséklet esetén aktiválódjon. Ennek eléréséhez inteinnek nevezett fehérjeszakaszokat hívtak segítségül. Ezek a molekuláris parazitaként is emlegetett proteinrészletek nagyobb fehérjékbe épülnek be, felszabdalva azokat, majd ha aktiválódnak, kivágják magukat a gazdaproteinből, és normális, működésre képes fehérjét hagynak hátra. A „hőmérsékleti kapcsolóhoz” a szakértők olyan inteint kerestek, amely egy forróságot kedvelő fajban aktív.

A szakértők ezt követően a xylanázt kódoló génbe illesztették az inteint kódoló génszakaszt, amely inaktív állapotban tartotta a termelődő xylanáz enzimet mindaddig, amíg a környezeti változások hatására reagálva kivágta magát a fehérjéből. A kutatók 23 különböző beültetési helyet próbáltak ki, és több olyat is találtak, amely megfelelt a céloknak, vagyis a xylanáz alacsony hőmérsékleten az inteinnek köszönhetően inaktív maradt. Két generációnyi véletlenszerű mutáció és kiválasztódás után pedig olyan xylanázt kaptak, amely normál hőmérsékleten kevesebb, mint 10 százalékos, melegítést követően viszont több mint 60 százalékos aktivitást mutatott.

A növényekbe bejuttatott módosított enzim az eddigi eredmények alapján megfelelően működik: vagyis nem működik, amíg nincs rá szükség, utána viszont valóban megkönnyíti a lebontást. A módszer révén alacsonyabb hőmérsékleten jóval több cukor volt kinyerhető a kukoricából, mint normális esetben. És ahogy a kutatók is elmondták, mindez csak a kezdet. Hasonló módszerekkel egyéb lebontást segítő enzimek is bejuttathatók a növényi szervezetbe, így az egyébként felhasználatlanul maradó részek hasznos bioüzemanyaggá alakíthatók.

 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward