Enzyme catalysis as a tool in building block synthesis
Tid: Fr 2025-09-26 kl 10.00
Plats: F3 (Flodis), Lindstedtsvägen 26 & 28, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/65349554799
Språk: Engelska
Ämnesområde: Kemi
Respondent: Elisabeth Söderberg , Ytbehandlingsteknik, Science for Life Laboratory, SciLifeLab, Per-Olof Syrén
Opponent: Associate Professor Mélanie Hall, University of Graz, Graz, Austria
Handledare: Associate professor Per-Olof Syrén, Ytbehandlingsteknik, Science for Life Laboratory, SciLifeLab
QC 20250829
Abstract
Kemikalieproduktion är ofta beroende av petroleumbaserade eller giftiga råvaror, tuffa reaktionsförhållanden, och lider av ineffektiva reaktioner. Därför behövs det nya metoder för att kunna producera kemikalier mer hållbart. Enzymer, naturens egna katalysatorer, är en potentiell lösning till vissa av dessa problem. Enzymer ökar reaktionshastigheten under milda förhållanden med hög substratspecifictet, dock behöver de oftast modifieras för att fungera i industriella miljöer. Det behövs även göras insatser för att undvika användandet och skapandet av giftiga föreningar. Denna avhandlingen syftar till att utveckla mer hållbara metoder för kemisk syntes genom att tillämpa enzymkatalys i ett tvärvetenskapligt tillvägagångssätt. I artikel I utvecklades kemoenzymatiska metoder för valorisering och polymerisering av en terpenbiprodukt från pappers- och massaindustrin för skapandet av biobaserade plaster. I artikel II undersöktes biokatalytisk amidsyntes. Robusta förfädersenymer med förändrade aktiviteter skapades genom ancestral sekvensrekonstruktion, vilket är en teknik som använder evolutionär information för att förutspå förfäders proteinsekvenser. Det moderna enzymet och dess förfädersenzymer användes för att skapa amider från ett set säkra substrat framtagna från en toxicitetsfiltreringspipeline. Artikel III undersökte skillnader som observerades mellan det moderna enzymet och ett förfädersenzym från artikel II. Genom datorsimuleringar och testandet av enzymmutanter identifierades motiv troligt ansvariga för de observerade ändringarna. En högaktiv förfädersmutant kunde framgångsrikt tillämpas i en uppskalad reaktion med kofaktoråtervinning. I artikel IV tillämpades ekotoxicitet-prediktionsmodeller på datasetet av substrat från artikel II. Prediktionerna hade låg reliabilitet, och sätt för att förbättra detta diskuterades. Sammanfattningsvis, den här avhandlingen visar alternativa sätt för mer hållbar produktion av kemikalier samt potentialen hos enzymkatalys.