01. marts 2013

Kemisk krystalkigger skal vise vej fra skrald til brændsel

Biobrændsel

Det er en god idé at lave brændstof af uspiseligt plantemateriale, fordi det skåner klimaet og fremmer lokal bæredygtighed. Desværre er det også uhyggeligt svært Nu har en kemiker fra Københavns Universitet modtaget en international bevilling til at søge efter nye metoder til at nedbryde affald fra skov- og landbrug. Et arbejde hun skal udføre i samarbejde med et internationalt konsortium af forskere og forretningsfolk.

Afgørende rolle i internationalt projekt

Leila Lo Leggio er kemiforsker ved Københavns Universitet. Hun har tilbragt årtier med at undersøge krystalstrukturen i naturens egne nedbrydningsmaskiner; enzymer. Det EU-baserede forskningsnetværk ERA IB har bevilget 12,5 mio. DKK til det internationale forskningsprojekt CESBIC ”Critical Enzymes for Sustainable Biofuels from Cellulose” (afgørende enzymer til bæredygtig biobrændstof fra cellulose), hvor Lo Leggios opgaver bliver afgørende.

"Jeg er virkelig stolt af at være en ægte videnskabsnørd, men jeg er endnu mere stolt over at industriforetagender gerne vil lave samarbejder med mig

Leila Lo Leggio, Lektor Kemisk Institut, Københavns Universitet

Vanskelig cellulose skal nedbrydes

I CESBIC – programmet skal Lo Leggio samarbejde med universiteter i York og Cambridge, England, Université CNRS i Frankrig og med industripartneren Novozymes A/S i Danmark i et forsøg på at identificere, analysere, kategorisere og kommercialisere enzymer, der kan nedbryde vanskelige former for cellulose fra affald som bark og halm.

Uforklarlig metalindhold blev nøglen til enzymforståelse

Forskningen på området fik et gennembrud i 2011, da den samme gruppe forskere kunne komme med noget af forklaringen på, hvordan en bestemt gruppe enzymer med kobberindhold kunne klippe cellulose i stykker og transformere det til sukker. Nøglen til denne indsigt var at kigge på enzymernes struktur. For enzymers funktion er bestemt af deres krystalstruktur; af deres udformning, forklarer Lo Leggio.

”Forskning i enzymers krystalstruktur er så fundamental som grundforskning nogensinde bliver. Jeg er virkelig stolt af at være en ægte videnskabsnørd, men jeg er endnu mere stolt over at industriforetagender gerne vil lave samarbejder med mig, fordi jeg er god til det jeg gør”, siger lektor Leila Lo Leggio.

Stjernerække af internationale enzymforskere

I det forestående projekt kommer enzymerne til studierne fra Dr. Katja S. Johansen hos Novozymes. En gruppe på University of Cambridge ledet af Professor Paul Dupree skal forsyne projektet med ensartede polysaccharider, som enzymerne skal have at spise. Bernard Henrissat på Aix-Marseille Université påtager sig at opbygge en database hvor lovende enzymers aktivitet, struktur og genom bliver klassificeret, og sammen med Professorerne Paul Walton og Gideon Davies fra University of York skal Leila Lo Leggio fra Københavns Universitet forsøge at vise hvilken rolle metallet spiller i enzymer med kobberindhold.

Organiske molekyler med usædvanligt metalindhold

Enzymer er først og fremmest organiske molekyler, og det er ikke almindeligt for dem, der kan nedbryde polysaccharider som cellulose, at indeholde metalatomer som en afgørende del af deres maskineri. Derfor er Lo Leggio overbevist om at videnskab og industri kan komme i gang med at fremstille billig biobrændstof, hvis de først får en dybere forståelse for hvordan disse enzymer udnytter deres metalindhold.

”Vi ved at metallerne alene ikke kan nedbryde cellulosen. Så den organiske del af enzymerne må nødvendigvis spille en nøglerolle. Hvis vi kan forstå hvad den rolle er, så kan enzymindustrien begynde at designe enzymer, som er langt mere effektive,” forklarer Leila Lo Leggio.

Global database om interessante industrienzymer

Den første industrielle spiller, der får glæde af forskningen vil naturligvis være partneren Novozymes. Men det er projektets mål at være til glæde og gavn for det bredere europæiske og globale bioætanol-samfund, ved at opbygge en database for denne type enzymer.