Nya lipaser för hållbar processning
- Diarienummer
- ID18-0089
- Start- och slutdatum
- 190101-241231
- Beviljat belopp
- 2 500 000 kr
- Förvaltande organisation
- Lund University
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
Enzymer är på många sätt ideala katalysatorer för omvandling av biomassa men har trots en hög nivå på akademisk forskning i Sverige, endast begränsad industriell användning. Huvudsyftet här är därför att systematiskt utveckla och producera nya enzymer, för att öka deras potential som katalysatorer i specifika industriella processer. För detta ändamål används bioinformatik och molekylärbiologiska metoder. Målet är nya enzymer av typen lipas, och processen innebär omvandling av biflöden till den önskade produkten – vilket minskar avfallet. Projektets industriella partner har ett starkt intresse av utvecklingen, vilket säkerställer det industriella perspektivet och projektet bör därför utgöra en bra vetenskaplig grund för industriell enzymutveckling. Kunskapen som genereras i projektet kommer generellt att vara värdefull vid enzymatisk omvandling av olika typer av biomassa. Generiska resultat från arbetet inkluderar allmänna strategier för användning av bioinformatiska och molekylärbiologiska metoder i enzymutvecklingen för önskad aktivitet och stabilitet. Framgång i dessa områden är fördelaktigt då det kommer att minska kostnaderna för selektiva, miljövänliga enzymatiska processer och därigenom göra dessa konkurrenskraftiga ur ekonomisk synvinkel. Det direkta resultatet av detta projekt är en väsentlig förbättring av utnyttjande av en specifik biomassa och därmed en drastisk ökning av dess värde. Det kommer också att bidra till att skapa nya jobb i Sverige.
Populärvetenskaplig beskrivning
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.