Novel lipases for sustainable processing
- Reference number
- ID18-0089
- Start and end dates
- 190101-241231
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Life Science Technology
Summary
Enzymes are in principle ideal catalysts for biomass processing, but despite considerable academic research in Sweden, industrial use of enzymes is limited. The aim of this project is to supply an increased enzyme toolbox, and to increase the general knowledge on enzyme development. This involves use of bioinformatics and molecular biology methods (generally applicable to enzyme development) to increase the number of enzymes suitable for use as catalysts in a biobased economy. Target enzymes are lipases, for use as catalysts in a waste reducing process. The fact that the industrial partner of the project has a very strong interest in developing this particular process ensures that the development is considered from an industrially relevant perspective and the project should form a scientific basis for industrial enzyme development. The general knowledge generated in the project will be valuable in the enzymatic conversion of various types of biomass. Valuable generic results include general bioinformatics and molecular biology methods to increase the operational stability of enzymes. Success with these aspects will reduce the costs of enzymatic processes and thereby make these highly selective and environmentally friendly processes competitive also from an economic point of view. The direct outcome of this project will be a substantial improvement in utilization of a specific biomass and thereby a drastic increase in its value, as well as the creation of new jobs in Sweden.
Popular science description
Idag är vi till stor del beroende av olja, gas och kol som bränslen och som industriella råvaror, vilket leder till klimatförändringar och andra miljöproblem. En omställning till förnybara resurser är därför viktig. För att få hållbara processer (pga ökande världsbefolkning och begränsningar i odlingsbart land) från biobaserade råvaror är det viktigt att från början utnyttja dessa på ett effektivt sätt. Målet är effektiv omvandling av råvaran till önskad produkt, och därmed minskning av avfallet. I detta fallet har projektets industripart AAK AB identifierat två restprodukter från produktion av shea-smör (ett viktigt fett för choklad och konfektyr), som utgör ett problem, men som genom en lämplig process skulle kunna omvandlas till värdefull produkt. För att detta ska ske på ett milt sätt, vill man bygga en enzymatisk process. Enzymer, som är de levande organismernas katalysatorer är väl anpassade för att bryta ned och omvandla olika typer av biomassa, men ett problem när man använder enzymer industriellt, kan vara sidoreaktioner (om man använder processer som inte helt motsvarar naturens) och brister i enzymstabilitet. I detta fallet vill man producera Shea-smör från shea-nötter, men i processen bildas en större mängd restprodukter (som är oanvändbart) än huvudprodukten. Restprodukterna innehåller dock byggstenar som med rätt katalysator kan sättas ihop till det värdefulla fettet. Denna process kräver alltså en selektiv katalysator och ett enzym kan vara idealiskt. Dagens enzymer har dock inte riktigt alla egenskaper man önskar sig, och därför vill vi satsa på att hitta nya enzymvarianter från den genetiska information som finns lagrad i databaser. För att detta ska ske på ett systematiskt sätt, kommer vi att jämföra informationen: byggstenarna (sekvensen) och hur dessa veckas samman (strukturen) som finns om dagens enzymer för sedan välja nya kandidater. Dessa produceras i cellfabriker och utvärderas som alternativ. En viktig del av projektet är att återkoppla sekvensen och strukturen med om hur bra de nya varianterna omvandlar produkten, för att se om man kan göra ytterligare förbättringar. Detta sker genom att man tittar på vilka förändringar som finns jämfört med det enzym som man hade från början. Kunskapen används alltså för att konstruera om själva enzymet så att det blir mera stabilt, eller mera aktivt. De experimentella data som tas fram i projektet ska användas som grund för att planera för en fabrik där den nya processen ska genomföras.