El fumarato se sintetiza fijando CO2 en piruvato con multibiocatalizadores. La malato deshidrogenasa (ME) combina piruvato y dióxido de carbono (CO2) en L-malato, que se puede convertir en fumarato mediante fumarasa (FUM). El fumarato se puede utilizar como materia prima para plástico biodegradable, como el succinato de polibutileno, que normalmente se produce a partir del petróleo, mientras secuestra CO2. Crédito:Universidad Metropolitana de Osaka
En las plantas, la fotosíntesis natural se une al dióxido de carbono (CO2 ) a compuestos orgánicos, que luego se pueden convertir en glucosa o almidón. Estas moléculas útiles pueden secuestrarse, almacenando el carbono en forma sólida. La fotosíntesis artificial imita este proceso al reducir el gas de efecto invernadero CO2 —principal causante del cambio climático— que se convierte en otras sustancias útiles.
Investigadores de la Universidad Metropolitana de Osaka han logrado crear fumarato usando fotosíntesis artificial sobre piruvato y CO2 . Este fumarato se puede utilizar para fabricar plástico biodegradable como el succinato de polibutileno, almacenando el carbono en una forma sólida, compacta y duradera. Actualmente, la mayor parte del fumarato utilizado para fabricar este plástico se produce a partir del petróleo, por lo que se crea fumarato a partir de CO2. y el piruvato derivado de biomasa es altamente deseable.
El profesor Yutaka Amao del Centro de Investigación de Fotosíntesis Artificial y Mika Takeuchi, estudiante de posgrado de la Facultad de Ciencias de la Universidad Metropolitana de Osaka, utilizaron el biocatalizador malato deshidrogenasa (oxalacetato descarboxilante) para combinar CO2 con piruvato, derivado de biomasa, para producir ácido L-málico. Posteriormente, se utilizó el biocatalizador fumarasa para deshidratar el ácido L-málico para sintetizar fumarato.
"Los biocatalizadores se utilizaron para convertir CO2 en una materia prima para el plástico. Con base en nuestros resultados, continuaremos construyendo mejores CO2 sistemas de conversión con un impacto ambiental aún menor; nuestro objetivo es una conversión más eficiente de CO2 en sustancias útiles, usando la energía de la luz", dijo el Prof. Amao.
Con este éxito, el equipo ya ha comenzado a investigar nuevos métodos de fotosíntesis artificial con el objetivo de producir fumarato utilizando la luz como energía. Si esta tecnología se puede realizar, creará un nuevo sistema fotosintético artificial para sintetizar macromoléculas útiles a partir de CO2 .
El estudio actual se publica en Reaction Chemistry &Engineering . La clave para reducir las emisiones de dióxido de carbono está hecha de metal
