Cutinas-enzymer banar väg för nya, hållbara material

Skulle cutinaser, en grupp enzymer som hittills fått väldigt lite uppmärksamhet, kunna vara nyckeln till nya hållbara material från bark och plast? Absolut, säger forskare på avdelningen för industriell bioteknik på Chalmers, som arbetar med enzymerna.  

Vore det inte fantastiskt om man kunde framställa funktionella material från en grön produktionsprocess där man använt sig av hållbart, underutnyttjat råmaterial som finns i överskott? Bark är en biprodukt från den skandinaviska pappersindustrin, som kan fungera som just ett sådant råmaterial. 

Och skulle det inte vara otroligt om vi kunde bryta ner vanlig plast, som PET, till dess minsta byggstenar, för att sedan bygga upp nya material?

Cutinaser bryter ner hydrofoba material effektivt​

Det här kanske låter för bra för att vara sant, men det kan snart bli verklighet. Som del av vår forskning inom Wallenberg Wood Science Center (WWSC), tittar forskare på Indbio på en grupp enzymer som hittills har fått väldigt lite uppmärksamhet. Det gäller de mångsidiga cutinaserna. Dessa enzymer kan bryta ner stora, bulkiga och hydrofoba material väldigt effektivt, vilket är en sällsynt egenskap hos enzymer som vanligtvis är hydrofila, säger Vera Novy, postdoc.

På grund av dessa egenskaper kan cutinaser användas för att frigöra de mycket funktionella suberin-härledda fettsyrorna från bark. Cutinaser lämpar sig också väl för PET-nedbrytning och återvinning. I båda fallen blir monomerer, utgångsmolekyler, från råmaterialet tillgängliga som kan polymeriseras, det vill säga fogas samman, igen. Detta har tillämpningar inom kemisk-, läkemedels- och kosmetikaindustrin – och processen blir ett bidrag till en grön, cirkulär bioekonomi.

Letar enzymer för effektiva nedbrytningsprocesser​

− I två nyligen publicerade artiklar belyser vi den naturliga mångfalden av cutinaser från olika organismer och hur denna mångfald relaterar till hur enzymet fungerar. Ett sådant arbete är en grund för att kunna välja enzymer som kan göra det jobb vi siktar på, säger Lisbeth Olsson​, professor i industriell bioteknik på Chalmers. Hon fortsätter:

I samarbete med BOKU Wien (Universität für Bodenkultur, Wien, Österrike) och DTU (Danmarks Tekniska Universitet, Kongens Lyngby) har vi nått ytterligare kunskap om hur specifika strukturella egenskaper hos två bakteriella cutinaser påverkar hur enzymet interagerar med och bryter ner PET. 

Forskningen som resulterat i dessa intressanta resultat är en del av arbetet mot nya och innovativa material som utförs i Wallenberg Wood Science Center.


Läs de vetenskapliga artiklarna:

Sidansvarig Publicerad: sö 16 jan 2022.