炭酸脱水酵素の細胞内自己固定化により、キャリアフリー回収と直接空気回収条件下での安定運用が可能に

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:A novel strategy for stabilizing carbonic anhydrase in DAC conditions using encapsulin self-immobilization, with implications for biocatalytic carbon capture design.

🏢実務担当者:Potential to integrate this enzyme stabilization method into scalable DAC systems, though further engineering for specific contactors is needed.

直接空気回収（DAC）における炭酸脱水酵素（CA）の効率的な展開は、アルカリ性で化学的に複雑な長期的運転条件下での酵素の耐久性不足によって制約されている。これらの課題に対処するため、キャリアフリーの自己固定化戦略として、encapsulinを介した細胞内自己集合に基づく手法が提案された。Sulphurihydrogenibium azorense由来の炭酸脱水酵素（SazCA）と、Mycolicibacterium hassiacum由来のencapsulin EncMhとの融合により、宿主細胞内での発現中に超分子粒子への自発的な自己集合が可能となり、高収率での生産と単純な遠心分離による低エネルギー回収が実現する。得られたSazCA-EncMh集合体は、高い熱安定性と、アルカリ性およびイオン豊富な環境に対する広範な耐性を示す。特筆すべきことに、その超分子状態は、pH調整によりナノスケールとマイクロスケールの集合体間で可逆的に切り替えることができ、複数サイクルにわたって触媒活性を失うことはない。DAC条件下では、遊離のSazCA-EncMhが21日間にわたる長期的なChlorella培養を有意に促進し、持続的な細胞外触媒機能と無機炭素利用可能性の向上を示す。さらに、SazCA-EncMhは、アミノ酸塩や第三級アミンを含む代表的なDAC吸収剤において、フェリチン-based集合体と比較して改善された安定性を示す。全体として、encapsulinを利用した自己固定化は、DAC関連条件下でCAを安定化するための実用的かつスケーラブルな戦略を提供し、生物学的およびハイブリッド炭素回収システムへの統合を支援する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Efficient deployment of carbonic anhydrase (CA) in direct air capture (DAC) is constrained by the lack of enzyme durability under alkaline, chemically complex, and long-term operating conditions. A carrier-free self-immobilization strategy based on encapsulin-mediated intracellular assembly was proposed to address these challenges. The fusion of Sulphurihydrogenibium azorense carbonic anhydrase (SazCA) with the encapsulin EncMh from Mycolicibacterium hassiacum enables spontaneous self-assembly into supramolecular particles during expression in host cells, allowing high-yield production and low-energy recovery by simple centrifugation. The resulting SazCA-EncMh assemblies exhibit high thermal stability and broad tolerance toward alkaline and ion-rich environments. Notably, their supramolecular state can be reversibly switched between nano- and microscale assemblies by pH modulation without loss of catalytic activity over multiple cycles. Under DAC, free SazCA-EncMh significantly enhances long-term Chlorella cultivation over 21 days, indicating sustained extracellular catalytic function and improved inorganic carbon availability. In addition, SazCA-EncMh exbibits improved stability relative to ferritin-based assemblies in representative DAC absorbents, including amino acid salts and tertiary amines. Overall, encapsulin-enabled self-immobilization offers a practical and scalable strategy for stabilizing CA under DAC-relevant conditions, supporting its integration into biological and hybrid carbon capture systems.

• openalex https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6c01045first seen 2026-07-04 04:55:26