Metodę produkcji ektoiny - substancji o działaniu ochronnym wykorzystywanej w przemyśle medycznym i kosmetycznym - opracowali i opatentowali naukowcy z KUL. Wykorzystali do tego bakterie zasiedlające skały przywęglowe z kopalni węgla Bogdanka (Lubelskie).

Nowatorską metodę wytwarzania ektoiny opracował zespół naukowców z Katedry Biochemii i Chemii Środowiska Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego pod kierunkiem prof. Zofii Stępniewskiej. O opatentowaniu wynalazku poinformowało w czwartek biuro prasowe KUL.

W 2012 naukowcy z Katedry Biochemii i Chemii Środowiska KUL zauważyli, że w kopalni węgla kamiennego w Bogdance, jeszcze nigdy nie zdarzyło się, by stężenie metanu osiągnęło stan alarmowy. W skałach towarzyszących złożu w Bogdance odkryli bakterie metanotroficzne. Podobne znaleźli też na Śląsku. Mają bardzo ważną właściwość - żywią się" metanem. W ten sposób jego stężenie, a wraz z nim zagrożenie wybuchem, maleje. Badania nad bakteriami metanotroficznymi, które prowadzi KUL są wyjątkowe w skali kraju. Naukowcy zbudowali specjalne biofiltry, redukujące stężenie metanu w kopalniach. Obecnie są w fazie testów. edulandia.pl

Ektoina jest aminokwasem, który pełni w organizmie funkcje ochronne - m.in. stabilizatora enzymów, kwasów nukleinowych, kompleksów DNA-białko oraz całych komórek. Zapewnia komórkom ochronę przed różnymi czynnikami zewnętrznymi np. promieniowaniem UV, ale też zapobiega procesom starzenia, umożliwia prawidłowy rozwój komórek.

1. Magistrantki Dorota Ryło i Anna Romaszko podczas analiz aktywności metanotroficznej osadów dennych pobranych z jezior Poleskiego Parku Narodowego z wykorzystaniem chromatografu gazowego Varian. Źródło: kul.pl

W medycynie ektoina wykorzystywana jest m.in. przy radio- i chemoterapii. Zwiększa też immunoodporność na wirusa HIV. Według niektórych badań może być również pomocna w terapii choroby Alzheimera. W kosmetyce stosowana jest w kremach nawilżających i przeciwzmarszczkowych.

Do celów przemysłowych ektoina obecnie pozyskiwana jest w procesie syntezy chemicznej. Proces ten jest kosztowny - bazuje na drogich substancjach (L-aminokwasy), wymaga skomplikowanej technologii syntezy złożonej z 22 etapów, a następnie oczyszczania produktu. Cena 1 g ektoiny sięga ok. 18 dol.

W warunkach naturalnych ektoina wytwarzana jest przez mikroorganizmy żyjące w skrajnie niesprzyjających warunkach np. w gejzerach czy słonych jeziorach.

W kopalni węgla kamiennego Bogdanka lubelscy naukowcy badali bakterie metanotroficzne zasiedlające skały przywęglowe (skały występujące obok pokładów węgla) oraz ich zachowania w tamtejszym środowisku.

"Przesłanką, stanowiącą podstawę naszego patentu było odkrycie, że bakterie metanotroficzne, wchodzące w skład mikroflory obecnej w skałach przywęglowych z kopalni Bogdanka, zdolne są do przetrwania w warunkach niskiej wilgotności i podwyższonego stężenia soli w środowisku. Okazało się następnie, że mechanizmem, który umożliwia tym bakteriom przetrwanie w warunkach niekorzystnych jest wytworzona ektoina" - tłumaczy Stępniewska.

Naukowcy opracowali metodę pozyskiwania ektoiny wyprodukowanej przez bakterie metanotroficzne. W procesie tej produkcji namnożone wcześniej bakterie poddawane są działaniom rożnych czynników, a następnie wyprodukowany przez nie cenny aminokwas zostaje wyizolowany.

Produkcja ektoiny metodą wykorzystującą bakterie metanotroficzne ma być tańsza - ok. 2,5 tys. zł za kg - niż pozyskiwanie ektoiny w procesie syntezy chemicznej. Jak dodaje Stępniewska, pozyskiwana przy wykorzystaniu naturalnych procesów ektoina ma też wysoki poziom czystości.

Obecnie trwają rozmowy na temat wprowadzenia nowej metody do produkcji.

PAP - Nauka w Polsce