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Data documento: 07-04-2017

Harnessing nature’s chemistry expertise for greener industrial production
Sfruttare le conoscenze chimiche della natura per una produzione industriale più verde

With a patent already filed and the project barely halfway through, the EU funded CARBAZYMES has identified promising biocatalyst enzymes with the potential to transform industrial chemical processes, benefiting industry, consumers and the environment.
Con un brevetto già richiesto e il progetto ancora a metà del suo percorso, CARBAZYMES, finanziato dall’UE, ha identificato enzimi biocatalizzatori promettenti con le potenzialità per trasformare processi chimici industriali il che avrà conseguenze positive per l’industria, i consumatori e l’ambiente.

Modern society relies greatly on industrial chemistry products to maintain its quality of life, as well as its economic activities.
La società moderna ha bisogno dei prodotti chimici industriali per mantenere la sua qualità della vita e le sue attività economiche.

However, the conventional procedure for transforming raw materials into everything from pharmaceuticals to plastics is typically energy intensive and involves high-temperatures, making it frequently inefficient.
La procedura tradizionale per trasformare le materie prime in tutto il resto, dai prodotti farmaceutici alla plastica, richiede normalmente molta energia e comporta alte temperature, il che la rende spesso inefficiente.

Additionally, the process uses hazardous substances (such as corrosive chemicals and toxic metals) and generates harmful waste.
Inoltre, i processi usano sostanze pericolose (come sostanze chimiche corrosive e metalli tossici) e generano rifiuti pericolosi.

Yet nature routinely performs chemical transformations, efficiently and sustainably.
Eppure la natura svolge regolarmente trasformazioni chimiche in modo efficiente e sostenibile.

Enzymes, as natural catalysts, enable photosynthetic organisms (such as plants) to transform captured CO2 into sugars, which are then used as building blocks and energisers for various products and processes.
Gli enzimi, in quanto catalizzatori naturali, permettono agli organismi fotosintetici (come le piante) di trasformare il CO2 catturato in zuccheri, i quali sono poi usati come elementi costitutivi ed energizzanti per vari prodotti e processi.

The starting point for the EU funded CARBAZYMES project was to explore how best to harness nature’s ability for high speed, precise, efficient production under mild reaction conditions towards achieving a ‘Green Chemistry’.
Il punto di partenza per il progetto CARBAZYMES, finanziato dall’UE, era studiare il modo migliore per sfruttare l’abilità della natura per una produzione veloce, precisa ed efficiente in condizioni di reazione leggere per riuscire a ottenere una “chimica verde”.

>>>  Bridging the ‘Valley of Death’ from laboratory to large-scale industrial production
Colmare la “Valle della Morte” dal laboratorio alla produzione industriale su larga scala

Setting out to innovate for large scale biocatalytic carbon-carbon bond formation, crucial to industrial organic synthesis, CARBAZYMES first had to overcome prior hurdles.
Nel suo impegno per innovare la formazione del legame biocatalitico carbonio-carbonio su larga scala, fondamentale per la sintesi organica industriale, CARBAZYMES doveva prima superare alcuni ostacoli.

These were principally finding a library of robust enzymes to cater for a range of reactions, combined with long development timelines.
Principalmente, trovare una biblioteca di enzimi forti per soddisfare una serie di reazioni e fare i conti con lunghe sequenze temporali di sviluppo.

The team has made significant progress by designing advanced tools to identify and develop a broad toolbox of C-C bond forming enzymes with improved properties more amenable to sustainable industrial processes.
Il team ha fatto progressi significativi progettando strumenti avanzati per identificare e sviluppare un ampio gruppo di enzimi in grado di formare il legame C-C con proprietà migliorate più adatti a processi industriali sostenibili.

CARBAZYMES is developing the biocatalytic synthesis of several compounds, across a range of four chiral fine chemicals and three bulk chemicals, identified as being a good fit for market needs.
CARBAZYMES sta sviluppando la sintesi biocatalitica di diversi composti, attraverso una gamma di quattro prodotti di chimica fine e tre prodotti chimici di base, identificati come adatti a soddisfare le esigenze del mercato.

The project has also created data mining bioinformatics tools, tests for high-throughput reaction analysis, protein structure modelling, as well as fast protocols for mutagenesis and stabilization of enzymes.
Il progetto ha creato anche strumenti bioinformatici di estrazione dei dati, test per analisi di reazione ad alto volume di produzione, modellizzazione della struttura della proteina e protocolli veloci per mutagenesi e stabilizzazione degli enzimi.

Microreactor technology has also been established for bioprocess characterization and advanced reaction engineering.
È stata creata anche una tecnologia di microreattore per la caratterizzazione del bioprocesso e l’ingegneria avanzata della reazione.

To date the project has already put together a library of promising enzymes and tested their reactions for catalytic suitability.
Finora il progetto ha già messo insieme una biblioteca di enzimi promettenti e ha testato le loro reazioni per verificarne l’adeguatezza catalitica.

This has included what the project refers to as ‘mutant enzymes’ with improved properties by in-vitro-evolution and high-throughput screening.
Questa fase includeva quello che il progetto descrive come “enzimi mutanti” con proprietà migliorate tramite evoluzione in vitro e screening ad alto volume di produzione.

In fact, the project coordinator Prof. Wolf-Dieter Fessner recently revealed in an interview a colleague had already discovered an enzyme and developed a catalyst – coming close to industrial requirements.
In effetti, il prof. Wolf-Dieter Fessner, coordinatore del progetto, ha recentemente rivelato in un’intervista che un collega aveva già scoperto un enzima e sviluppato un catalizzatore, che si avvicinava alle esigenze industriali.

As he recalled, ‘Even I, with all my experience, thought this would be really challenging because of the high reactivity of the ingredients.
Come ricorda, “Anche io, con tutta la mia esperienza, pensavo che questo fosse veramente difficile a causa dell’alta reattività degli ingredienti.

We have already filed a patent – which is quite some achievement, I believe, given the short time for which the project has been running.
Abbiamo già fatto richiesta per un brevetto, il che è già un risultato importante, credo, visto che il progetto è cominciato da poco.

That is, for me, truly amazing!’
Per me questo è davvero formidabile!”

The biotechnology bounty
Il dono della biotecnologia

There are multiple benefits to be accrued from the large-scale C-C bonding innovations for natural enzyme-catalysts being developed by CARBAZYMES.
Le innovazioni del legame C-C su larga scala per gli enzimi catalizzatori naturali sviluppate da CARBAZYMES possono portare molti benefici.

At the economic level it will contribute towards increased production efficiencies with the ability to develop large-scale facilities for industrial partners.
A livello economico questo contribuirà a migliori efficienze di produzione con la possibilità di sviluppare strutture su larga scala per i partner industriali.

It will also generate new intellectual property, as well as help spark job growth.
Genererà anche nuova proprietà intellettuale e contribuirà stimolare la crescita del mercato del lavoro.

All making the European chemical industry more competitive, in a market worth billions of Euros.
Tutto rendendo allo stesso tempo l’industria chimica europea più competitiva, in un mercato che vale miliardi di euro.

The ensuing biocatalysts will also provide opportunities for further synthesis of many valuable products, with strong potential to reduce emissions, energy consumption and toxic waste.
I biocatalizzatori che deriveranno da queste attività forniranno anche opportunità per la sintesi di molti altri prodotti di valore, con grandi potenzialità per ridurre le emissioni, il consumo di energia e i rifiuti tossici.

As Prof. Fessner puts it, ‘You have to remember that bulk chemicals are produced in the billions of tonnes and that if these processes can be modified to be more environmentally friendly it will definitely have an impact on our planet.
Come spiega il prof. Fessner, “Bisogna ricordarsi che i prodotti chimici di base sono prodotti in miliardi di tonnellate e che se tali processi possono essere modificati per essere più rispettosi dell’ambiente, questo avrà sicuramente un impatto sul nostro pianeta.

And it’s just the beginning.’ The project even envisages being able to recycle organic waste leftovers into components for the chemical industry.
E questo è solo l’inizio.” Il progetto prevede anche di essere in grado di riciclare i prodotti di scarto organici in componenti per l’industria chimica.

For more information, please see:
Per maggiori informazioni, consultare:

Project website
Sito web del progetto

Source: Based on project informationand media reports
Fonte: Sulla base di informazioni diffuse dal progetto e segnalazioni dei media