Повышение температуры для биотоплива
Исследователи из Института энергетической биологии (EBI) улучшили термостабильность фермента TrEGI из гриба Trichoderma reesei, что позволяет эффективно расщеплять целлюлозу при температурах 65–70 °C. Это важно для производства биотоплива из лигноцеллюлозной биомассы, так как работа при высоких температурах снижает вязкость, риск микробного заражения и ускоряет гидролиз.
Метод "мутагенеза, направляемого B-фактором"
Учёные использовали стратегию, основанную на B-факторе — показателе гибкости аминокислот в белке. Мутации были направлены на "жёсткие" участки фермента с высоким B-фактором, которые первыми разрушаются при тепловом стрессе.
Результаты
- Из 11 000 мутантных версий TrEGI было отобрано около 500 кандидатов.
- Инженерный вариант TrEGI показал вдвое большую активность на нерастворимых субстратах при 50–65 °C по сравнению с нативным ферментом.
- При экспрессии в грибе Neurospora crassa модифицированный фермент гидролизовал биомассу при 60 °C так же эффективно, как нативный фермент при 50 °C.
Активность и стабильность экспрессируемого фермента сильно зависят от организма-хозяина. В то время как версия, произведённая в N. crassa, показала отличные результаты, те же мутанты, экспрессированные в Escherichia coli или дрожжах Saccharomyces cerevisiae, имели гораздо меньшую активность при повышенных температурах.
Это исследование открывает путь к созданию оптимизированных ферментов для эффективного и экономичного производства биотоплива.