A BBTE Biokatalízis és Biotranszformáció Kutatócsoportjának munkatársai a Scientific Reports hasábjain számoltak be arról a kutatásról, amelynek során biotechnológiai úton, zöld kémiai alapelvek tiszteletben tartásával sikerült sztirolszármazékokat előállítaniuk.
A sztirol polimerizációjával kinyert polisztirol felhasználása sokrétű, világítástechnikai elemek, burák, optikai lencsék, prizmák, tükrök, fóliák, dobozok, üreges testek, flakonok, hordtáskák, ragasztószalagok, illetve, habosított formájában, hőszigetelő anyagok gyártásában egyaránt használják. Az alapanyagként használt sztirol egy petrolkémiai termék, amit az etilbenzol katalitikus dehidrogénezésével a Földön évi 27 millió tonna mennyiségben állítanak elő. Mindez nehézfémek jelenlétében, energiaigényes eljárással, 500 °C-os hőmérsékleten történik.
A 2014-ben első alkalommal sikerült glükózból génmódosított, rekombináns Escherichia coli baktériumok segítségével, biotechnológiai fernentáció révén sztirolt létrehozni. A folyamat egyik kulcsenzime a ferulasav dekarboxiláz (FDC1), amely a fermentáció során keletkező fahéjsavat sztirollá alakítja.
A tanulmányt jegyző BBTE-s vegyész kutatócsapatnak sikerült kiterjesztenie az FDC1 enzim alkalmazhatóságát egyéb, ipari érdekeltségű sztirolszármazékok környezetkímélő, zöld kémiai előállítására. Rekombináns géntechnológia segítségével mind a natív, mind az általuk előállított mutáns géneket egy fehérjetermelő bakteriális gazdasejtbe helyezték. Az így nyert, FDC1 enzimeket termelő sejtek számos nem természetes sztirolszármazék biotechnológiai előállítására nyújtottak lehetőséget. Ezeknek a származékoknak a jövőbeni ipari alkalmazása hozzájárulhat a fenntartható és zöld vegyipari fejlődéshez. A reakciók enyhe körülmények között, vizes közegben, alacsony, 30–370C-os hőmérsékleten, légköri nyomás alatt, nem patogén biokatalizátorok jelenlétében játszódnak le. A katalizátorokat fermentáció útján, olcsó módszerekkel nyerik ki. Ezen kritériumok alapján a folyamat megfelel a modern zöld kémia összes követelményének.
[*]Nagy Emma Zsófia Aletta, Nagy Csaba Levente, Alina Filip, Nagy Katalin, Gál Emese, Tőtős Róbert, Poppe László, Paizs Csaba, Bencze László Csaba (2019): Exploring the substrate scope of ferulic acid decarboxylase (FDC1) from Saccharomyces cerevisiae. Scientific Reports, (2019) 9:647.
