Bakterie pochłaniające enzymy w benzynie pomogą w oczyszczaniu

Na pewnym odcinku rzeki Wezery w Niemczech tankowce czyściły nielegalnie swoje zbiorniki. Naukowcy, którzy w latach 90. XX w. pobrali próbki materiału z dna tej rzeki, nie spodziewali się znaleźć tam zbyt wiele życia. Okazało się jednak, że całkiem nieźle radzą sobie tam m.in. pewne szczepy bakterii.

– Bakteria Aromatoleum aromaticum to zupełnie nietypowy organizm. Wcina benzynę i oddycha azotanami. Zamieszkuje również złoża ropy naftowej – mówi dr hab. Maciej Szaleniec, profesor Instytutu Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN w Krakowie. – Nazwa tych bakterii wzięła się z tego, że organizmy te wzrastają na etylobenzenie, czyli związku, który nadaje benzynie charakterystyczny zapach – tłumaczy.

Chemik bada enzymy wytwarzane przez te oraz inne bakterie beztlenowe. A enzymy te, to o tyle ciekawe związki chemiczne, że mogą się przydać w produkcji leków, np.: syntetycznych leków z witaminy D. Zawierają one nietypowe pierwiastki, takie jak molibden lub wolfram. Za swoje badania dr Szaleniec otrzymał nagrodę Wydziału III Nauk Ścisłych i Nauk o Ziemi PAN.

Reakcja do przewidzenia

Enzymy to innymi słowy katalizatory. Przyspieszają reakcję chemiczną i kierują ją na właściwy tor. – Kataliza jest potrzebna, żeby reakcje mogły przebiegać szybko i w dogodnych warunkach np.: w organizmie, a nie w wysokociśnieniowym reaktorze chemicznym przy temperaturze 600 stopni C. Katalizowane są wszystkie procesy życiowe, np.: rozkład cukrów, tłuszczów, synteza wszystkich biologicznych związków – wymienia chemik.

Katalizatory przydają się również w przemyśle. Wykorzystanie odpowiednich katalizatorów może przyspieszyć produkcję różnych związków chemicznych – np.: leków i zmniejszyć koszty prowadzenia reakcji. – Bakterie to kopalnia nowych katalizatorów. Pokłady są ogromne, a my dopiero lekko zarysowaliśmy je paznokciem – obrazuje naukowiec.

Pomysł do zastosowania

Pojedyncze enzymy pozyskane z odżywiających się benzyną bakterii nie wystarczą jeszcze, żeby poradzić sobie z zanieczyszczeniami – np.: wyciekiem ropy naftowej z tankowca. Do tego potrzebny jest cały szlak chemiczny – niekiedy są to reakcje prowadzone przez różne bakterie, które powoli oczyszczają teren.

Jednak wykorzystując taki enzym z bakterii można przeprowadzać syntezę związków, które są w cenie dla przemysłu farmaceutycznego. “W tym roku otrzymaliśmy polski patent na praktyczną metodę syntezy niektórych chiralnie czystych alkoholi” – mówi badacz. I zaznacza, że związki te można wykorzystać np. do produkcji fluoksyntyny – następcy Prozacu.

Prof. Szaleniec mówi, że produkcję takich związków – dehydrogenaz alkoholowych – BASF skomercjalizował, ale w Polsce patent już nie obowiązuje. “My badaliśmy te enzymy równolegle z nimi, a nasza technologia jest dostępna dla polskiego przemysłu” – komentuje Maciej Szaleniec.

Drugą metodą bazującą też na enzymie z tej klasy jest metoda hydroksylacji witaminy D (enzym z bakterii Sterolibacterium denitrificans). Chemik opowiada, że synteza chemiczna ma 9 etapów i w laboratorium trwa 3 miesiące. A Polacy są ją w stanie zrobić w jednym etapie, który trwa trzy dni. Wprawdzie wydajność reakcji jest duża, ale na razie kosztowna jest jeszcze synteza samego bakteryjnego katalizatora. – Będziemy w stanie jeszcze ją dopracować – zapowiada.

Źródło: PAP Nauka w Polsce