Novozymes er verdens største producent af industrielle enzymer, der benyttes i alt fra vaskepulver til energiproduktion. At finde nye industrielle enzymer kræver blandt andet held, hårdt arbejde og forskning inden for biodiversitet. Ved denne forskning kan man finde organismer, som producerer enzymer med de egenskaber, man søger.

 

På grund af de mange forskellige anvendelsesmuligheder for enzymer, er det nødvendigt også at finde enzymer med forskellige egenskaber. Derfor isolerer Novozymes enzymer fra bakterier og svampe, der lever under vidt forskellige forhold, som på bunden af havet, i vulkaner og i ørkner. Alle disse steder er ekstremt forskellige, og derfor har naturen ved hjælp af blandt andet mutationer og naturlig selektion skabt en stor biologisk diversitet.

 

  

Figur 1: Forskellige forhold i naturen er hjemsted forvidt forskellige mikroorganismer [Foto: Colourbox].

 

1.1 Bioethanol

Bioethanol kan bruges som brændstof i biler og derfor som alternativ til fossile brændstoffer. Bioethanol deles op i 1. og 2. generation. 1. generations-bioethanol produceres ud fra sukker og stivelse fra blandt andet majs og korn. Dette har været en meget omdiskuteret metode, da produktionen af bioethanol bruger nyttige fødevarer og derved får prisen på majs og brød til at stige, hvilket er et problem for især udviklingslandene. Man forsøger derfor at skabe 2. generations-bioethanol, produceret ud fra cellulose i f.eks. halm og træflis. Herved bliver prisen på fødevarer ikke påvirket.

 

Cellulose er en lang kæde af glukosemolekyler bundet sammen af såkaldte b-1,4-glycosidbindinger. Cellulose udgør hovedbestanddelen af cellevæggen i planter. Mennesker og de fleste dyr kan ikke nedbryde cellulose, da deres fordøjelsessystem ikke har de cellulaseenzymer, der skal til for at bryde bindingerne mellem glukoseenhederne og dermed nedbryde cellulosen.

 

I forbindelse med produktion af 2. generations-bioethanol er der brug for cellulaser, der kan nedbryde cellulose til mindre bestanddele, så cellulose kan omdannes til bioethanol. Novozymes forsøger at finde nogle effektive cellulaser ved at søge efter cellulaseproducerende mikroorganismer i naturen.

 

 

1.2 Opdagelse af nyt enzym

Opdagelse af nye enzymer, starter med at forskere går ud i naturen og isolerer mikroorganismer fra opsamlede prøver. Fra prøverne udvindes en masse isolater med forskellige fysiologiske egenskaber. Organismernes optimale levevilkår afhænger bl.a. af pH og temperatur. Forud for forskernes søgen efter bestemte organismer, vil de gøre sig overvejelser omkring, hvor de søgte mikroorganismer kunne tænkes at leve. For eksempel vil cellulosenedbrydende bakterier formentlig befinde sig i nicher, hvor der er cellulose til stede.

 

 

I laboratoriet screenes isolaterne først for den ønskede enzymaktivitet. Hvis der for eksempel søges efter cellulaseaktivitet, kan der screenes ved at dyrke de forskellige mikroorganismer på plader, der indeholder blå korn, som kan opløses i agaren ved tilstedeværelse af cellulaser. Hvis mikroorganismerne producerer cellulaser, vil der opstå en blå zone rundt om disse kolonier, og man kan derved se, hvilke af organismerne, der producerer cellulaser. Dette skyldes, at cellulaserne kan nedbryde de blå korn, som dermed bliver opløst ved tilstedeværelse af cellulaser. Efter screeningen vil de mikroorganismer, der viste cellulaseaktivitet, blive nærmere undersøgt for at finde ud af, hvor effektive cellulaserne er.

 

De mikroorganismer, der ikke viser cellulaseaktivitet, vil ikke blive kasseret, men de vil alle blive gemt i et stammebibliotek, så de senere kan testes for andre egenskaber i forsøg på at finde andre enzymer.

 

1.3 Moderne genteknologi

Ud over at finde nye enzymer, anvender man i dag også genteknologi, til at forbedre allerede kendte enzymer. Dette kan være et cellulaseenzym, som man forsøger at effektivisere, ved at ændre nogle af aminosyrerne i proteinsekvensen.

Fordelen ved den gammeldags screeningsmetode er, at naturen selv i millioner år har selekteret for bestemte enzymer, og der derfor i naturen er skabt en stor diversitet, som er svær at efterligne i laboratoriet.

 

 

Læs mere:

Om Enzymer

 

Biologiske katalysatorer forbedrer brødet

Et link til et Biotech Academy projekt, som handler om enzymer

 

Enzymer er kroppens eget værktøj og Enzymer findes overalt i din dagligdag

To links til Novozymes' hjemmeside. Det beskrives, hvad enzymer er, og hvad de kan bruges til.

 

 

Om bioethanol

 

Fra halm til bioethanol, en bioteknologisk udfordring

Et link til et Biotech Academy projekt, som handler om bioethanol