Hier zou moeder natuur nooit op zijn gekomen.

In Californië is een alternatieve metabole route voor glucose-afbraak in elkaar gezet die álle koolstofatomen nuttig hergebruikt. In theorie krijg je zo de helft meer biobrandstof uit je suikers, melden UCLA-onderzoeker James Liao en zijn promovendus Igor Bogorad in Nature.

Dat zoiets kan, komt doordat natuurlijke glycolyseprocessen altijd leiden tot het verlies van 2 van de 6 C-atomen in een glucosemolecuul. Tijdens de glycolyse zelf gaat het nog goed: glucose wordt daarbij uiteindelijk omgezet in twee pyrodruivenzuurmoleculen. Maarvoordat dat pyrodruivenzuur de citroenzuurcyclus kan induiken, ondergaat het nog een decarboxylering waarbij CO2 wordt afgesplitst. Van je oorspronkelijke glucose hou je twee acetyl-CoA's en twee CO2's over.

Liao en Bogorad omschrijven hun alternatief als ‘niet-oxidatieve glycolyse’, afgekort NOG. Het is een cyclisch proces, gebaseerd op fructose-6-fosfaat (F6P) dat je vrij gemakkelijk kunt maken uit glucose via een paar enzymatische omzettingen. Voor elke F6P die er in gaat, komt er driemaal acetylfosfaat uit. Daarvan kun je drie acetyl-CoA’s maken voor de citroenzuurcyclus.

Bij die reacties zijn nog twee F6P’s betrokken, die in de cyclus voortdurend worden gerecycled. Het complete plaatje is zo veel ingewikkelder dan de natuurlijke glycolyse, dat het misschien niet zo'n wonder is dat NOG nooit uit zichzelf is geëvolueerd.

In eerste instantie hebben de onderzoekers het in vitro uitgeprobeerd, met een mix van enzymen die ze overal en nergens vandaan hadden gehaald. Toen dat bleek te werken, hebben ze de benodigde genen geïmplanteerd in E.coli. De resultaten waren niet echt geweldig maar bewezen wel dat NOG in principe werkt.

Na de nodige optimalisaties zou NOG zelfs ‘van fundamenteel belang voor koolstofmanagement’ kunnen zijn, zo besluiten de auteurs hun publicatie.

bron: UCLA

Onderwerpen