Revolutionäre Biokatalyse: Neues Buch zeigt Wege zur CO2-Reduktion!

Bochum, Deutschland - Am 30. April 2025 hat die Ruhr-Universität Bochum die Veröffentlichung eines neuen Fachbuchs mit dem Titel „Biocatalysis“ angekündigt, herausgegeben von Prof. Dr. Dirk Tischler, einem renommierten Biotechnologen. Das Buch, das in der Reihe „Methods in Enzymology“ erschienen ist, umfasst 24 Kapitel, von denen sieben von Wissenschaftlern der Ruhr-Universität Bochum und eines von einem Forscher aus Dortmund verfasst wurden. Die behandelten Themen decken ein breites spektrum ab, darunter Biologie, Biotechnologie, Chemie, Biochemie und Medizin, und konzentrieren sich vor allem auf die Anwendung von Biokatalysatoren, meist Enzymen, in der Industrie.

Die Kapitel widmen sich unter anderem der Evaluierung von Biokatalysatoren, Data-Management, der Identifikation neuer Enzyme sowie der Produktion und Anwendung in zellfreien und zellbasierten Formaten. Zudem werden aktuelle Herausforderungen in der CO2-Eliminierung und CO2-basierten Techniken behandelt. Diese Themen sind besonders relevant in Anbetracht der globalen Bemühungen um eine zirkuläre Kohlenstoffwirtschaft, die laut einer Publikation auf PubMed neue Konzepte für die Nutzung von Kohlendioxid erfordert, um Umweltprobleme zu minimieren, und die als entscheidend für die Bekämpfung des Klimawandels angesehen werden.

Biokatalyse und Nachhaltigkeit

Die Relevanz der Biokatalyse im Kontext der CO2-Reduktion wird durch neueste Forschungsergebnisse unterstrichen, die auf effektive Methoden zur umweltfreundlichen Umwandlung von CO2 hinweisen. Eine vielversprechende Strategie besteht darin, die phenolische Säure-Decarboxylase von Bacillus subtilis (BsPAD) zu verwenden. Diese Enzymvariante fördert in wässrigen Lösungen die photocatalytische CO2-Reduktion zu Kohlenmonoxid in Gegenwart eines Ruthenium-Photosensibilisators und Natriumascorbat. Diese modernen Ansätze haben Turnover-Zahlen (TONs) von bis zu 978 erzielt und zeigen eine hohe Selektivität, was die Bedeutung der Identifikation und Optimierung von Enzymen in der CO2-Nutzung verdeutlicht.

Die Forschung, die auf Nature basiert, weist darauf hin, dass effiziente katalytische Systeme in wässrigen Lösungen für die CO2-Reduzierung selten sind. Die optimalen Eigenschaften dieser Enzyme könnten durch strukturelle Analysen und gezielte Mutationen weiter verbessert werden, sodass ihre Anwendung in bestehenden industriellen Prozessen gefördert wird. In Anbetracht der Dringlichkeit, die globalen Temperaturanstiege zu kontrollieren, wird die Anwendung solcher Technologien zunehmend dringlicher.

Ausblick auf die Biokatalyse und ihre Anwendung

Die im Buch „Biocatalysis“ behandelten Themen skalieren von der Produktion von Feinchemikalien bis hin zum Abbau von PET, wodurch sie eine Schlüsselrolle in der industriellen Anwendung spielen. Der Fokus auf CO2-Reduktion und nachhaltige Verfahren ist entscheidend, insbesondere im Hinblick auf die Warnungen von Wissenschaftlern, dass ein Überschreiten von 1,5°C globaler Erwärmung tiefgreifende klimatische Kippunkte verursachen könnte. Daher zeigt die Forschung in der Biokatalyse vielversprechende Perspektiven, um der globalen Herausforderung des Klimawandels zu begegnen und innovative Lösungen zu entwickeln.

Die Veröffentlichung von „Biocatalysis“ könnte somit nicht nur für Fachleute in der Biotechnologie von Interesse sein, sondern auch für Entscheidungsträger in Industrie und Politik, die nach nachhaltigen Lösungen suchen. Die Integration von Naturwissenschaften und innovativen Technologien stellt sich als ein Weg dar, die Herausforderungen des Klimawandels aktiv anzugehen und eine umweltfreundliche Zukunft zu sichern.