Bakterier i supermandsdragt giver mere bæredygtig kemi

Bakterier arbejder i trilliardtal i den kemiske og farmaceutiske industri, hvor de er med til at producere alt lige fra øl og ansigtscreme til biodiesel og gødning. Især lægemiddelindustrien er dybt afhængige af bakteriernes indsats med at producere stoffer som insulin og penicilin.

Bakteriernes arbejde har altså potentiale til at revolutionere fx verdenssundheden, men de tager sig ofte også godt betalt for deres indsats – forstået på den måde, at der skal et højt energiforbrug til for at de kan arbejde optimalt.

Ligeledes kan det være nødvendigt at bruge f.eks. opløsningsmidler, og så skal der produceres en stadig strøm af nye arbejdsbakterier, for de holder ikke ret længe i jobbet.

En skræddersyet supermandskappe

Changzhu Wu, der er kemiker og lektor på Institut for Fysik, Kemi og Farmaci, er optaget af at gøre industriens bakterier mere robuste og anvendelige, så de på den ene side ikke kræver så meget energi, tid og uønsket kemi for at fungere, og på den anden side kan genbruges og dermed levere en større arbejdsindsats, inden de skal skiftes ud med nye bakterier.

Sit seneste bud på sådan en bakterie med superkræfter præsenterer han nu sammen med et hold kolleger i tidsskriftet nature catalysis.

- Vi har taget en helt almindelig industribakterie, E.coli, og givet den en slags supermandskappe på, der forbedrer dens katalytiske egenskaber og giver den superkræfter. Det sparer på energien og gør produktionen mere bæredygtig, siger han.

Coli bakterier er industriens arbejdsheste

E. coli er en bakterie, som de fleste nok forbinder med dårlig mave og måske hyppige toiletbesøg, men når den bliver sat i arbejde i lægemiddelindustrien, producerer den f.eks. vigtig medicin som insulin og væksthormon. Det gør de ved at udføre forskellige kemiske reaktioner.

Der skal bruges rigtigt mange E. coli bakterier i industrien, og det koster på miljø-, energi- og tidskontoen at erstatte dem undervejs. De bliver f.eks. slidt af høj varme, høje PH-værdier, UV-stråling og opløsningsmidler.

I arbejdet med at udvikle sin ”supermandskappe” har Changzhu Wu fokuseret på at finde et materiale, som kan omgive bakterien og samtidig tillade den at interagere med miljøet omkring sig, så den kan udføre de nødvendige komplekse kemiske reaktioner.

Komplekse kemiske reaktioner på kort tid

Resultatet er blevet en kappe af polymerer, som kan indarbejdes i bakteriens cellemembran. Polymerer er store molekyler, der er opbygget af op til milliarder identiske enheder (som så hedder monomerer).

- Vi har så at sige podet en E. coli bakteries cellemembran med polymerer og derved opnået to vigtige ting: For det første bliver bakterien stærkere og mere effektiv til at udføre komplekse, kemiske reaktioner på kortere tid. For det andet bliver bakterien bedre beskyttet, så den kan bruges flere gange. Så det er en slags supermandsbakterie, der er mere bæredygtig, forklarer Changzhu Wu.

For mere udførlig beskrivelse af dette arbejde, henvises til den videnskabelige artikel i nature catalysis. Den findes her.