Le fumarate est synthétisé en fixant le CO2 au pyruvate avec plusieurs biocatalyseurs. La malate déshydrogénase (ME) combine le pyruvate et le dioxyde de carbone (CO2) en L-malate, qui peut être converti en fumarate par la fumarase (FUM). Le fumarate peut être utilisé comme matière première pour le plastique biodégradable, comme le succinate de polybutylène, qui est généralement produit à partir de pétrole, tout en séquestrant le CO2. Crédit :Université métropolitaine d'Osaka
Chez les plantes, la photosynthèse naturelle lie le dioxyde de carbone (CO2 ) en composés organiques, qui peuvent ensuite être transformés en glucose ou en amidon. Ces molécules utiles peuvent être séquestrées, stockant le carbone sous forme solide. La photosynthèse artificielle imite ce processus en réduisant le gaz à effet de serre CO2 —la cause principale du changement climatique—qui est convertie en d'autres substances utiles.
Des chercheurs de l'Université métropolitaine d'Osaka ont réussi à créer du fumarate en utilisant la photosynthèse artificielle sur le pyruvate et le CO2 . Ce fumarate peut être utilisé pour fabriquer du plastique biodégradable comme le succinate de polybutylène, stockant le carbone sous une forme compacte, durable et solide. Actuellement, la plupart des fumarate utilisés pour fabriquer ce plastique sont produits à partir de pétrole, créant ainsi du fumarate à partir de CO2 et le pyruvate dérivé de la biomasse est hautement souhaitable.
Le professeur Yutaka Amao du Centre de recherche sur la photosynthèse artificielle et Mika Takeuchi, étudiante diplômée à la Graduate School of Science de l'Université métropolitaine d'Osaka, ont utilisé le biocatalyseur malate déshydrogénase (oxaloacétate-décarboxylant) pour combiner le CO2 avec du pyruvate, issu de la biomasse, pour produire de l'acide L-malique. Par la suite, le biocatalyseur fumarase a été utilisé pour déshydrater l'acide L-malique afin de synthétiser le fumarate.
"Les biocatalyseurs ont été utilisés pour convertir le CO2 en matière première pour le plastique. Sur la base de nos résultats, nous continuerons à construire de meilleurs CO2 des systèmes de conversion avec un impact encore plus faible sur l'environnement; nous visons une conversion plus efficace du CO2 en substances utiles, en utilisant l'énergie lumineuse », a déclaré le professeur Amao.
Forte de ce succès, l'équipe a déjà entamé des recherches sur de nouvelles méthodes de photosynthèse artificielle dans le but de produire du fumarate en utilisant la lumière comme énergie. Si cette technologie peut être réalisée, elle créera un nouveau système photosynthétique artificiel pour synthétiser des macromolécules utiles à partir de CO2 .
L'étude actuelle est publiée dans Reaction Chemistry &Engineering . La clé pour réduire les émissions de dioxyde de carbone est en métal
