Taranteller og ikka-søjler gemmer på nye enzymer

Hvad har pythonslanger, taranteller, kødædende planter og ikka-søjler til fælles?

Jo, i deres indre gemmer de på en bestemt gruppe stoffer, som enzymproducenter og fødevareindustrien betragter som en lækkerbisken.

Pythonslangerne sluger deres bytte, og mavesaften sørger for at opløse hele byttedyret.

Tarantellerne sprøjter en væske ind i deres fangst, som efter en dags tid er forvandlet til en grød inde bag pelsen.

Dramatikken nedtones noget, når fokus retter sig mod ikka-søjlerne. Inde i søjlernes hulrum lever et virvar af ukendte bakterier. De har tilpasset sig et liv i koldt, ætsende kildevand, der siver op gennem fjordbunden.

Med en bevilling fra Det Strategiske Forskningsråd på 24 mio. kr. til en tværfaglig forskningsgruppe, er der for første gang skabt rammer for et omfattende samarbejde - med erhvervsvirksomheder og på tværs af landegrænser - for at identificere stofferne.

Og på sigt for at kommercialisere dem.

Jagten på proteaserne

Hvad enten det er pythonens mavesaft eller Ikkafjordens bakterier, så er det stofgruppen proteaser, hele projektet drejer sig om.

Proteaser er en meget vigtig type enzymer, der blandt andet nedbryder proteinerne i den mad, vi spiser, som led i fordøjelsesprocessen.

Jan Enghild er projektleder og professor på Afdeling for Molekylærbiologi på Aarhus Universitet. Han siger:

»Ved hjælp af et batteri af nye teknikker går vi på jagt efter nye molekyler på nye og spændende steder og håber så, at vi finder uopdagede proteaser, som andre videnskabsfolk ikke tidligere har fået fingrene i. Med lidt held kan de proteaser noget, som industrien kan bruge.«

Kæmpe potentiale

Når proteaserne er fundet og isoleret, skal de identificeres. Det sker med en ny metode, der gør brug af et ekstremt følsomt massespektrometer. Det er et analyseapparat, der kan fortælle, hvilke proteaser man har i sin blanding.

Professor Jan Enghild fortæller, at metoden er så følsom, at hvis man slog tre æg ud i en svømmepøl, ville apparatet kunne spore æggenes proteiner i ganske få mikroliter af badevandet.

Og det er vel at mærke en svømmepøl med olympiske mål!

I udforskningen af ikkasøjlernes molekylærbiologi har videnskabsfolkene indtil nu udelukkende arbejdet med bakterier, der kan dyrkes i laboratoriet.

De udgør desværre kun ca. 1 % af de bakterier, der lever i søjlerne.

Med den nyeste teknik kan videnskabsfolkene også lede efter enzymer blandt de resterende 99 % ikke-dyrkbare bakterier, så de får så at sige undersøgt revl og krat. Og her ligger der et kæmpepotentiale. Indtil nu er der kun udtaget ét patent fra en ikka-bakterie.

Forfordøjet kyllingefoder

Det er netop de kommercielle vinkler, projektet er interesseret i.

Verdens to største enzymproducenter, Novozymes og Danisco, er med i projektet sammen med mejerigiganten Arla. Alle tre virksomheder står stærkt inden for hver deres branche.

Nye proteaser kan udnyttes i levnedsmiddel- og husholdningsindustrierne. Man kan bruge proteaserne til for eksempel at forfordøje kyllingefoder. Så bliver kyllingefoderet nemmere at optage, og kyllingerne skal have mindre at spise af den type foder.

En anden mulighed er optimering inden for mejeribrug.

Som Kristian Wejse Sanggaard, post.doc. på projektet, siger, så kan man tage et lavværdiprodukt og forarbejde det med de nye proteaser.

I den anden ende får man et højværdiprodukt - og så er der jo penge at tjene.

Høje krav til temperatur-tolerance

Om de kommercielle muligheder siger Nikolaj Blom, der er Senior Department Manager hos Novozymes:

»Grundlæggende er vi altid på udkig efter nye, spændende steder, hvor mikroorganismerne lever. Her kan vi forvente at finde ukendte enzymgener, som fungerer under ekstreme forhold. I tilfældet med ikka-søjlerne er det under lav temperatur og høj pH.

»Mange industrielle processer foregår under lav temperatur. Det klassiske eksempel er vaskeprocesser, hvor tendensen er at gå ned i temperatur. Men både papirblegning, produktion af bioethanol og andre industrielle processer, der kræver opvarmning, vil få en miljøgevinst, hvis de kan foregå ved lavere temperaturer.

»Vi stiller dog høje krav. Enzymerne skal både kunne vaske ved 20 °C eller lavere og samtidig kunne tåle at stå på supermarkedets hylder om sommeren i 40 °C. Men vi har brug for disse enzymer, og vi kan måske få dem fra Arktis og ikka-søjlerne.«

På den halve tid

På spørgsmålet om, hvorfor bioteknologerne ikke bare selv konstruerer nye enzymer i laboratoriet, siger Nikolaj Blom:

»Det gør vi da også et stykke hen ad vejen, men det er begrænset, hvor meget vi kan lave om på naturens udgangsprodukter. Det er derfor, vi er på udkig efter de enzymer, der findes forskellige steder i naturen.«

Selv om der er tilstrækkeligt potentiale i de eksotiske proteaser, ligger den store økonomiske gevinst dog ikke lige om hjørnet. Det tager typisk 3-5 år, fra stoffet er isoleret, til det kan købes som tilsætning i et produkt i supermarkedet. Men både Jan Enghild og Nikolaj Blom er dog enige om, at det ikke vil være helt umuligt at presse et nyt enzym igennem på den halve tid.

Lavet i samarbejde med magasinet Polarfronten