Roma – Gli organismi microbici adattati ad ambienti estremi e inospitali trasportano proteine all’interno del loro proteoma che accelerano significativamente la dissoluzione della CO2 in acqua, resistendo anche a temperature e pH molto elevati. Questi enzimi sono preziosi promotori della cattura della CO2 dai flussi di scarico industriali. I ricercatori del Biomedical Sciences Research Center “Alexander Fleming” (BSRC Fleming) a Vari, in Grecia, hanno identificato una tale molecola bioattiva. I risultati delle loro ricerche sono pubblicati su Environmental Science & Technology.
I microrganismi che producono proteine ed enzimi resilienti si sono evoluti per prosperare in condizioni estreme, come sorgenti termali, laghi salati e vulcani. Un team di ricercatori greci, guidato dal dott. Georgios Skretas presso il BSRC Fleming, ha sviluppato nuovi strumenti di analisi metagenomica per identificare un enzima super resistente al calore di interesse biotecnologico. Dopo aver scansionato milioni di geni da database metagenomici ad accesso aperto, è stato trovato un nuovo promettente candidato biocatalizzatore in un campione metagenomico originariamente raccolto da una sorgente termale nella regione di Kirishima in Giappone. Attraverso questo processo, gli scienziati dello Skretas Lab hanno scoperto l’anidrasi carbonica altamente stabile CA-KR1. Questo robusto enzima è specializzato nel migliorare la dissoluzione della CO₂ in acqua e mostra una stabilità senza precedenti in condizioni industriali.
“L’analisi metagenomica ci dà accesso a un “pool di proteine” che rimane in gran parte inesplorato e può svelare enzimi e altre proteine di grande interesse biotecnologico, come l’enzima CA-KR1 che abbiamo scoperto”, commenta il dott. Skretas. Secondo il dott. Skretas, l’enzima CA-KR1 è estremamente stabile a temperature molto elevate e in soluzioni fortemente alcaline, il che è estremamente raro per le proteine.
“Più specificamente, l’enzima funziona eccezionalmente bene in condizioni di tecnologie di cattura del carbonato di potassio caldo (HPC), con temperature superiori a 80 °C e livelli di pH superiori a 11. Aumenta la produttività di cattura di CO₂ del 90% a 90 °C rispetto ai metodi non enzimatici standard. Consente inoltre la rimozione del 90% di CO₂ a 80 °C, superando le prestazioni della cattura HPC standard e raddoppiando il tasso di assorbimento iniziale di CO₂ a 90 °C”, spiega il dottorando Konstantinos Rigkos, che, insieme alla ricercatrice post-dottorato Dimitra Zarafeta, ha svolto un ruolo centrale in questo studio, recentemente pubblicato su Environmental Science & Technology.
“L’enzima CA-KR1 è forse il biocatalizzatore (anidrasi carbonica) più robusto per la cattura efficiente di CO₂ in condizioni HPC finora riportato. La sua integrazione in contesti industriali promette molto per accelerare l’implementazione industriale della cattura biomimetica di CO₂, una tecnologia verde e sostenibile che dovrebbe essere un “punto di svolta” nel sequestro del carbonio, contribuendo in modo significativo al raggiungimento tempestivo della neutralità del carbonio”, ha aggiunto il dott. Zarafeta.
L’innovativo enzima CA-KR1 è già in attesa di brevetto. Il suo passaggio dal banco di laboratorio al bioreattore industriale sarà un passo importante verso la decarbonizzazione industriale, contribuendo in modo significativo all’innovazione nell’area critica della cattura di CO₂ per il benessere del pianeta. Questi studi sono attualmente in corso.(30Science.com)
