Domeniul și tematica de cercetare

 

Activitatea de cercetare științifică a centrului de cercetare Biocataliză și Biotransformări este orientată pe elaborarea de tehnologii avansate care utilizează biocatalizatori, pentru obținerea eficientă a unor compuși organici de utilitate ridicată. Biocatalizatorii utilizați sunt enzime comerciale, enzime comerciale modificate de noi prin diferite tehnici de imobilizare, precum și enzime artificiale obținute de noi, prin tehnici de inginerie genetică, utilizând algoritmi de lucru raționali sau evolutivi.

Durabilitatea activității de cercetare a centrului se bazează pe utilizarea în laborator și, prin scalare, în industrie, a unor condiții deplin compatibile cu mediul, asupra căruia impactul excercitat este minim, realizarea unor transformari substanțiale bioasistate, fără echivalent cu cele realizate în condiții pur chimice.

Domeniul de cercetare este unul multi-, inter- și transdiciplinar, acoperind arii extinse din chimia organică sintetică și stucturală, din chimia analitică avansată, din ingineria proceselor organice și biochimce, din biochimie și biologia moleculară, microbiologie, bioinformatică.

 

Tematica de cercetare

 

Utilizarea biotransformărilor celulare reductive în vederea obținerii unor alcooli chirali de mare enantiopuritate, de asemenea utilizarea unor procese oxidative înalt selective cu ajutorul unor celule microbiene, în cultură sau în condiții nonfermentative.

Utilizarea unor bioprocese înalt selective, bazate pe enzime hidrolitice, pentru realizarea unor rezoluții cinetice sau cinetice în condiții dinamice, pentru obținerea unor alcooli, aminoacizi sau amine de mare enantiopuritate. De notat că se pot obține compuși cu chiralitate impusă.

Similar, prin utilizarea unor liaze și izomeraze înalt stereoselective obținem alfa și betaaminoacizi de înaltă enantiopuritate, de asemenea cu chiralitate impusă.

Elaborarea unor tehnologii avansate pentru producerea biodieselului, în condiții bioasistate, utilizând enzime comerciale ori artificiale creeate în laboratoarele Centrului.

În vederea abordării acestei tematici Centrul dispune de o infrastructură adecvată pentru:

  • sinteza organică a substraturilor destinate biotransformărilor catalitice sau enzimatice (întreg echipamentul necesar sintezei, analizei și purificării produșilor obținuți, sisteme de cromatografie lichidă, spectrofotometre UV-VIS etc.);
  • biotransformări fermentative și enzimatice, inclusiv pentru monitorizarea acestora (sterilizatoare, bioreactoare, dezintegratoare celulare de tip French press și ultrasonice, echipamente de electroforeză, cromatografe de lichid - HPLC cu diferite tipuri de detecție: UV, masă, ELSD, gaz cromatografe, centrifuge etc.);
  • imobilizarea și caracterizarea enzimelor în preparate cu acțiune biocatalitică, adaptate bioprocesării unor substraturi non-naturale (microscop TEM, analizor elemental etc.);
  • Elaborarea tehnologiilor chimice si biochimice, în vederea obținerii compușillor organici utili, care include optimizări la nivelul fiecărei operații;
  • Obținerea proteinelor din celule gazdă purtătoare de gene modificate (cromatograf dedicat separării proteinelor- FPLC, sisteme de verificare a purității și omogenității, de determinare a stabilității, etc);
  • Modificarea la nivel de genă a enzimelor native prin tehnici de mutageneză punctuală sau evoluție direcționată, în vederea obținerii de enzime adaptate bioprocesării substraturilor non-naturale.

Domeniul de cercetare și tematicile subsumate sunt susținute de un mare număr de publicații. Multe dintre aceste publicații au un mare impact, un mare număr de citații, măsură a recunoașterii activității membrilor Centrului de către comunitatea științifică națională și internațională.

 

Servicii inovative către societate

 

Specificul activității de cercetare-dezvoltare permite și presupune, pentru sustenabilitate, oferirea unor servicii.

Facilitățile noastre pot fi utile în:

  • analiza cantitativă și calitativă a unor amestecuri organice complexe, inclusiv extracte biologice
  • obținerea unor conjugați proteină-ligand
  • evaluarea stabilității unor preparate proteice sau complexe de asociere cu proteinele
  • elaborarea unor tehnologii de rezoluție a amestecurilor chirale
  • proiectarea și realizarea unor biocatalizatori imobilizați, dedicați unor reacții înalt selective