Jawa Pos Radar Madiun - Mengutip dari web Phys.org, mengurangi kelebihan karbon dioksida (CO2) di lingkungan bukanlah tujuan akhir dalam upaya dekabonisasi untuk menekan efek pemanasan global.
Teknologi penangkapan dan pemanfaatan karbon (Carbon Capture and Utilization/CCU) kini semakin populer karena tidak hanya menghilangkan CO2, tetapi juga mengubahnya menjadi bahan berharga, seperti asam karboksilat yang banyak digunakan secara komersial.
Namun, CO2 memiliki sifat kimia yang sangat stabil sehingga sulit untuk diubah menjadi produk lain, seperti asam karboksilat.
Proses karboksilasi biasanya membutuhkan bahan reaktif, suhu dan tekanan tinggi yang berakibat pada biaya energi yang besar dan kurang ramah lingkungan.
Untuk mengatasi masalah ini, tim peneliti dari Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), dipimpin oleh Associate Professor Tomoko Matsuda dan mahasiswa master Yuri Oku, mengembangkan metode baru dengan menggunakan biokatalis enzim alami yang mampu mempercepat reaksi kimia untuk menangkap dan mengubah CO2 dalam kondisi yang lebih ringan.
Penelitian yang diterbitkan di jurnal JACS Au pada 13 Mei 2024 ini memanfaatkan enzim Thermoplasma acidophilum NADP+-malic enzyme (TaME) untuk melakukan reaksi karboksilasi menggunakan gas CO2 pada tekanan rendah (0,1 MPa) dan suhu tubuh manusia (37 °C).
Metode ini berhasil mengubah substrat alami, yaitu piruvat, serta substrat tidak alami, 2-ketoglutarat, menjadi asam karboksilat dengan efisiensi tinggi.
Awalnya, reaksi karboksilasi piruvat dengan TaME dan koenzim NADPH menghasilkan hasil yang rendah.
Namun, dengan menambahkan dua kofaktor penting, yaitu enzim glucose dehydrogenase (TaGDH) dan gula D-glukosa, hasil karboksilasi meningkat hingga 18 kali lipat.
Peneliti juga mengoptimalkan kondisi seperti tekanan CO2, pH, dan konsentrasi substrat untuk hasil terbaik.
Selain itu, mereka berhasil mengubah 2-ketoglutarat menjadi isositrat menggunakan kombinasi gas CO2, TaME, TaGDH, dan D-glukosa, menandai keberhasilan karboksilasi substrat tidak alami dalam kondisi ramah lingkungan.
Metode biokatalitik ini menawarkan solusi yang lebih hemat energi dan berkelanjutan untuk teknologi CCU dengan menggunakan enzim yang tahan terhadap suhu tinggi dan tekanan CO2.
Baca Juga: Inovasi Baru Tingkatkan Akurasi Pengukuran Tekanan Darah di Pergelangan Kaki
Penemuan ini membuka peluang baru dalam sintesis asam karboksilat secara selektif dengan menggunakan bahan yang lebih aman dan ramah lingkungan dibandingkan bahan kimia keras.
“Metode kami dapat dikembangkan untuk berbagai reaksi karboksilasi selektif menggunakan sumber daya terbarukan, dengan kondisi yang lebih ringan dan limbah yang minim, sehingga memanfaatkan CO2 sebagai bahan baku secara efektif,” ujar Matsuda.
(*/naz)
Penulis: Oktaviani Dwi Ramadhani/Politeknik Negeri Madiun
Sumber : Phys.org, Radar Madiun