Překvapivý objev: Aminokyseliny z uhlíku s 97% účinností – nový uhlíkově negativní proces mění výrobu

Vědci z Georgia Institute of Technology dosáhli významného průlomu ve vývoji nového systému pro syntézu aminokyselin z uhlíku, který se pyšní bezprecedentní 97% účinností.

Vědci z Georgia Institute of Technology dosáhli významného průlomu ve vývoji nového systému pro syntézu aminokyselin z uhlíku, který se pyšní bezprecedentní 97% účinností. Tento objev představuje nejvyšší zaznamenanou konverzi ekvivalentů oxidu uhličitého na aminokyseliny v jakémkoli systému syntetické biologie a otevírá cestu k ekologicky udržitelné výrobě těchto klíčových látek.

Aminokyseliny jsou základními stavebními kameny bílkovin a jsou nepostradatelné pro všechny živé organismy. Kromě jejich přirozené tvorby v těle se komerčně vyrábějí pro použití ve farmaceutickém průmyslu, doplňcích stravy, kosmetice, krmivech pro zvířata a průmyslových chemikáliích. Současné výrobní procesy jsou však energeticky náročné a přispívají k emisím skleníkových plynů a znečištění. Nová metoda je uhlíkově negativní, což znamená, že spotřebovává více uhlíku, než kolik ho vypouští, a nabízí tak udržitelnou alternativu, která aktivně přispívá k řešení klimatických změn.

Tým pod vedením studenta bioinženýrství Raye Westenberga a profesorky Pamely Peralty-Yahyi navázal na svou dřívější práci z roku 2024, kdy poprvé použili bezbuněčný systém k výrobě aminokyselin z oxidu uhličitého. Klíčovou výzvou bylo zvýšení účinnosti a snížení nákladů. Vědci zjistili, že zbytky buněk v systému spotřebovávaly výchozí materiály, což omezovalo efektivitu. Řešením bylo zavedení enzymů z termofilní bakterie *Moorella thermoacetica*, které umožnily systém zahřát a odstranit neefektivní složky, aniž by se poškodily ty klíčové. Po ochlazení na pokojovou teplotu se syntéza aminokyselin serinu a glycinu zvýšila na 97% výtěžnost, což je téměř trojnásobek oproti předchozímu systému.

Pro komerční životaschopnost bylo rovněž nutné snížit náklady. Vědci vyvinuli metodu recyklace kofaktoru tetrahydrofolátu (THF) v rámci systému, čímž snížili jeho potřebné množství pětinásobně a bioprocesní náklady o 42 %. Tento pokles nákladů a výrazné zvýšení výtěžnosti představují kritický krok vpřed. Systém má potenciál pro rozsáhlou průmyslovou výrobu a může zásadně změnit způsob, jakým se vyrábějí klíčové chemikálie, přičemž aktivně přispívá k řešení klimatických změn tím, že přeměňuje uhlík na hodnotné produkty.