Biotechnologia Acta Т. 16, № 5 , 2023
С. 5-21., Бібліограф. 115 англ..
УДК: 606:577.112:551.583
DOI: https://doi.org/10.15407/biotech16.05.005

Повний текст: (PDF, in English) 

БІОКАТАЛІТИЧНЕ УЛОВЛЮВАННЯ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ
ЗА УЧАСТЮ КАРБОНГІДРАЗИ

O. К. Золотарьова., Н. М. Топчій., О. М. Федюк

Інститут ботаніки НАН України, Київ

Швидке та постійне зростання концентрації CO₂, найпоширенішого парникового газу в атмосфері, призводить до екстремальних погодних та кліматичних явищ. Унаслідок спалювання викопного палива (нафти, вугілля та природного газу) концентрація CO 2 в повітрі зростала упродовж останніх десятиліть більше ніж на 2 ppm на рік, і лише за останній рік — на 3,29 ppm. Для запобігання «найгіршим» сценаріям зміни клімату, необхідно негайно та суттєво скоротити викиди CO2 шляхом управління викидами вуглецевого газу.

Мета. Аналіз сучасного стану досліджень та перспектив використання карбоангідрази в програмах декарбонізації навколишнього середовища.

Результати. Карбоангідраза це — ензим, який прискорює обмін CO₂ та HCO₃ – у розчині від
10⁴ до 10⁶ разів. На сьогоднішній день в різних організмах ідентифіковано 7 типів карбоангідраз. Карбоангідраза потрібна для забезпечення швидкого постачання CO₂ та HCO₃ – для різних метаболічних шляхів в організмі, що пояснює її багаторазове незалежне походження під час еволюції. Ензими, виділені з бактерій і тканин ссавців, були протестовані в проектах секвестрації CO₂ з використанням карбоангідрази. Найбільш вивченою є одна з ізоформ карбоангідрази людини — hCAII — найбільш активний природний ензим. Його недоліками були нестабільність у часі, висока чутливість до температури, низька толерантність до забруднень, таких як сполуки сірки, і неможливість повторного використання. Найбільш вивченою в цьому відношенні є одна з ізоформ карбоангідрази людини — hCAII — найбільш активний природний ензим. Для подолання цих обмежень використовували методи молекулярного моделювання та іммобілізації ензимів. Показано, що іммобілізація забезпечувала більшу термічну стабільність і стабільність під час зберігання, а також підвищу вала можливість повторного використання.

Висновки. Карбоангідрази беруть участь у біологічній асиміляції атмосферного СО₂ . Тому, вивчення таких ензимів та умов, необхідних для їх активації та ефективного поглинання СО₂, створює підґрунтя для розроблення біокаталітичних засобів підвищення декарбонізації атмосфери.

Ключові слова: зміна клімату; декарбонізація; біосеквестрація CO₂ ; карбоангідраза; іммобілізація ензимів.

© Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, 2023