Nuevo nanobiorreactor de proteínas diseñado para mejorar la producción de bioenergía sostenible
Reprogramación de orgánulos de proteínas bacterianas como un nanorreactor para la producción de hidrógeno
Los investigadores de la Universidad de Liverpool han abierto nuevas posibilidades para el desarrollo futuro de la bioenergía sostenible y limpia. El estudio, publicado en Nature Communications, muestra cómo las "jaulas" de proteínas bacterianas pueden ser reprogramadas como biorreactores a nanoescala para la producción de hidrógeno.
Ilustración de un carboxisoma y enzimas.
Professor Luning Liu
El carboxisoma es un orgánulo bacteriano especializado que encapsula la enzima esencial de fijación de CO2 Rubisco en una envoltura de proteína similar a la de un virus. La arquitectura de diseño natural, la semipermeabilidad y la mejora catalítica de los carboxisomas han inspirado el diseño racional y la ingeniería de nuevos nanomateriales para incorporar diferentes enzimas en la cáscara para mejorar el rendimiento catalítico.
El primer paso del estudio consistió en que los investigadores instalaran elementos genéticos específicos en la bacteria industrial E. coli para producir carcasas vacías de carboxisomas. Además, identificaron un pequeño "enlazador", llamado péptido de encapsulación, capaz de dirigir proteínas externas a la cáscara.
El carácter extremadamente sensible al oxígeno de las hidrogenasas (enzimas que catalizan la generación y conversión de hidrógeno) es un problema de larga data para la producción de hidrógeno en las bacterias, por lo que el equipo desarrolló métodos para incorporar hidrogenasas catalíticamente activas en la cáscara vacía.
El jefe del proyecto, el profesor Luning Liu, profesor de bioenergética microbiana y bioingeniería en el Instituto de Sistemas, Biología Molecular e Integrativa, dijo: "Nuestro biorreactor de nuevo diseño es ideal para las enzimas sensibles al oxígeno, y marca un paso importante para poder desarrollar y producir una biofábrica para la producción de hidrógeno".
En colaboración con el Profesor Andy Cooper en la Fábrica de Innovación de Materiales (FIM) de la Universidad, los investigadores probaron entonces las actividades de producción de hidrógeno de las células bacterianas y los nanobiorreactores aislados bioquímicamente. El nanobiorreactor logró una mejora de ~550% en la eficiencia de la producción de hidrógeno y una mayor tolerancia al oxígeno, en contraste con las enzimas sin encapsulación en la cáscara.
"El siguiente paso de nuestra investigación es responder cómo podemos estabilizar aún más el sistema de encapsulación y mejorar los rendimientos", dijo el profesor Liu. "También nos entusiasma que esta plataforma técnica nos abra la puerta, en futuros estudios, para crear una gama diversa de fábricas sintéticas para encapsular diversas enzimas y moléculas para funciones personalizadas".
El primer autor, el estudiante de doctorado Tianpei Li, dijo: "Debido al cambio climático, hay una necesidad urgente de reducir la emisión de dióxido de carbono de la quema de combustibles fósiles. Nuestro estudio prepara el camino para la ingeniería de nanorreactores basados en carcasas carboxísticas para reclutar enzimas específicas y abre la puerta a nuevas posibilidades para desarrollar una bioenergía sostenible y limpia".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Estos productos pueden interesarle
Nuevo
Flexcell Zelldehnungsbioreaktoren für zelluläre Biomechanik-Anwendungen de Dunn
Biorreactores de estiramiento celular para la investigación en ciencias de la vida
Utilizado en más de 1.300 laboratorios de todo el mundo y citado en más de 9.000 publicaciones de investigación
Biostat STR de Sartorius
Bioreactores Biostat STR Generación 3
Diseñado para ofrecer el máximo rendimiento aguas arriba
Ambr® 250 Modular de Sartorius
Minibiorreactores para terapias celulares y génicas con gran escalabilidad
Maximice el desarrollo de sus procesos con recipientes de un solo uso fiables
Ambr® 250 HT Consumables de Sartorius
Bioprocesos eficientes con biorreactores de un solo uso
Minimizar el esfuerzo de limpieza y maximizar la flexibilidad de los cultivos celulares y microbianos
Noticias más leídas
Más noticias de nuestros otros portales
Contenido visto recientemente
Un nuevo estudio asocia la ingesta de leche con un mayor riesgo de cáncer de próstata - Los autores recomiendan a los hombres con un riesgo de cáncer de próstata superior a la media que tengan cuidado con el consumo de lácteos
El método de los rayos X blandos promete avances en los nanotransportadores - Antes de que se haga realidad el enorme potencial de los minúsculos nanotransportadores para la administración de fármacos altamente selectivos y la limpieza del medio ambiente, los científicos tienen que poder verlos primero
Los paseos a paso ligero ayudan a dejar de fumar - las sesiones de 10 minutos a pie reducen la presión adictiva
Por qué un poco es demasiado en el trasplante de médula ósea en ratones - Calidad, no cantidad
El sector de los sólidos a granel, prudentemente optimista para 2023 - Los fabricantes de los sectores de ventilación y tecnología de procesos se muestran cautelosamente optimistas sobre el futuro tras sobrevivir a la crisis Corona
El benceno en el sabor de la cereza, ¿de dónde viene y cómo evitarlo? - Los aromatizantes que contienen benzaldehído pueden desarrollar benceno bajo la influencia de la luz
Identifican genes relacionados con el diferente grado de agresividad del cáncer según el sexo en la mosca del vinagre
Determinan por primera vez las alteraciones genéticas causadas por las quimioterapias
Una nueva prueba puede predecir la inmunidad a COVID-19 - La prueba en papel mide el nivel de anticuerpos neutralizantes en una muestra de sangre y podría ayudar a las personas a decidir qué protecciones deben tomar contra la infección
Kizoo lidera la ronda de financiación de Reservoir Neuroscience para devolver la salud al cerebro envejecido - Un compuesto inédito revierte la enfermedad en los vasos sanguíneos y repara la barrera hematoencefálica dañada
