News & media services

Enzymer framtidens energilösning

2017-02-06

Gustav Berggren utvecklar nya metoder för att studera energieffektiva enzymer som bland annat sköter produktion och förbränning av vätgas.

Hur ska vi bli oberoende av kol, olja och andra fossila bränslen? Gustav Berggren ser lösningen hos de katalysatorer som driver alla levande biologiska system. – Hydrogenaser är en grupp otroligt effektiva enzymer. Förutom att de kan hjälpa oss att implementera mer förnyelsebar energi i vårt samhälle, så kan de användas för att skapa kemiska system med helt nya egenskaper.

Gustav Berggren är forskare inom molekylär biomimetik vid institutionen för kemi på Ångströmlaboratoriet. 2016 fick han ett startanslag från det europeiska forskningsrådet, ERC, för att kartlägga hydrogenasenzymer. Enzymer är proteiner med förmåga att öka eller minska hastigheten på kemiska reaktioner. Hydrogenasenzymer finns i vissa mikroorganismer där de specialiserat sig på att producera och förbränna vätgas.

– Hydrogenaserna är väldigt intressanta för de har en stor bioteknologisk potential, säger Gustav Berggren. När vi förstår exakt hur enzymerna fungerar på atomnivå öppnar sig möjligheten att använda dem för att lagra energi från förnyelsebara energikällor som solljus, vindkraft eller vågkraft, i form av vätgas.

Kombinerar biologiskt och artificiellt material

Gustav Berggren jämför mikroorganismens relation till vätgas, en väldigt energirik molekyl, med människans relation till fett: vi människor kan förbränna fett för att få energi, men om vi tillför mer energi än vi gör av med kan det lagras i fett för senare bruk. På samma sätt växlar mikroorganismer mellan att livnära sig på vätgas, alternativt producera den när de har överskott av energi.

– Förhoppningen är att kunna utveckla ett framtida vätgassamhälle inspirerat av naturliga energisystem. Det är ett mål vi arbetar mot i vårt nya forskningsprojekt. Genom att kombinera biologiskt material med artificiellt, syntetiskt material skapar vi enzymer med helt nya egenskaper i såväl provrör som levande organismer.

Målet: energiproducerande enzymer

Forskargruppen undersöker inte bara hydrogenasenzymernas naturliga reaktivitet när de kombineras med syntetiskt material. Med hjälp av sin banbrytande teknik kan forskarna även använda syntetisk kemi för att manipulera enzymerna.

– De nya föreningarnas unika egenskaper ökar vår förståelse för enzymerna och låter oss framställa designade enzymer optimerade för våra ändamål. Det tror jag innehåller viktiga nycklar till vår framtida energiförsörjning, säger Gustav Berggren.

Han ser hur forskargruppens teknik i förlängningen öppnar upp möjligheten att framställa artificiella enzymer som triggar helt nya kemiska ämnen och reaktioner. Och inte bara inom energiforskningen: metoden bäddar för spännande, potentiella applikationer och genomslag även i andra fält, däribland läkemedelsforskning.

Just nu bygger Gustav Berggren upp ett team som ska bestå av inte bara biologer och biokemister utan även specialister inom synteskemi.

– Det blir en kombination av kunnande och väldigt tvärvetenskapligt, och det är en del av nöjet i sig. Den spänning som uppstår när man blandar människor med väldigt olika bakgrund och olika kunnande, det blir lite av ett kreativt kaos.

Läs mer om Gustav Berggrens ERC-projekt “Chemistry and Biology in Synergy - Studies of hydrogenases using a combination of synthetic chemistry and biological tools”

Läs mer om ERC Starting Grant och resultatet 2016

Information om Berggren-gruppen

Kontakta Gustav Berggren