Obiettivo 2: Stoccaggio, trasporto e trasformazione in derivati ed e-fuels
REFERENTE/I
Francesco Panara – ENEA
francesco.panara@enea.it
Attività
I biocatalizzatori hanno un notevole potenziale per la conversione dell’idrogeno in carrier organici e nella produzione di e-fuels. Lo sviluppo di catalizzatori biologici presenta, rispetto alla catalisi chimica, importanti vantaggi, tra cui maggiore selettività, sostenibilità, riduzione dei costi operativi e bassa tossicità, che si traducono in processi di produzione più puliti, sicuri e a minore impatto ambientale. Partendo da dati genomici e metagenomici, nell’ambito del progetto, è stata sviluppata una piattaforma per la ricognizione, la caratterizzazione e il miglioramento di biocatalizzatori utili nei processi di conversione dell’idrogeno in carrier, e-fuel e bioprodotti di interesse industriale
Figura 1
Schema del flusso di lavoro della piattaforma sviluppata nel progetto.
Risultati
La prospezione di attività enzimatiche si è concentrata sull’enzima formiato deidrogenasi (FDH). Sono state condotte analisi su banche dati di sequenze pubbliche e generate nell’ambito di precedenti progetti di ricerca. Sono stati inoltre prodotti nuovi dati metagenomici e metatrascrittomici su due matrici: microbioma di digestato sottoposto ad arricchimento in atmosfera di H2/CO2 e microbioma intestinale di mammifero (Ursus arctos marsicanus). In totale sono state selezionate 8 FDH per una caratterizzazione funzionale. In parallelo è stata messa a punto una metodologia di screening per FDH ed un protocollo di mutagenesi e selezione sfruttando le piattaforme acquisite nel progetto.
Figura 2
Analisi metatassonomica del digestato (DIG) sottoposto ad arricchimento in atmosfera di idrogeno e anidride carbonica. Le subcolture sono indicate come T1-T8. Si osserva una specializzazione del consorzio con una prevalenza dei generi Clostridium e Sporomusa in T8.
Figura 3
Consumo di idrogeno e anidride carbonica e produzione di acetato e etanolo da parte di colture arricchite di batteri acetogeni (finale, a sinistra; solo consumo di gas durante la coltura, a destra). L’analisi genomica di queste colture ha permesso di identificare e selezionare nuove formiato deidrogenasi (FDH)
Team di ricerca
Nella foto, fila davanti: Loredana Lopez, Loretta Daddiego, Bruna Piccione (dottoranda UniBA), Fiammetta Alagna, Linda Bianco, Giovanna Cangiulli (dottoranda UniBA)
Nella foto, fila dietro: Paolo Facella, Carlo Fasano, Elio Fantini, Francesco Panara
Altri: Antonio Caporusso, Federico Liuzzi, Roberto Albergo, Silvia Arnone, Federico De Mei, Ugo De Corato
IL TEAM DI RICERCA
In collaborazione con:
Documenti
Piccione et al. (2024) Quest for novel enzymes variants for the conversion of H2 into Chemicals. In Proceedings of LXVII SIGA Annual Congress, Bologna, 10-13 Sept. 2024. ISBN: 978-88-944843-5-9
Piccione et al. (2025) Identification of biocatalysts in an enriched population of hydrogen fermenting bacteria. In Proceedings of 33rd European Biomass Conference and Exhibition, Valencia, Spain, 9-12 June 2025. Valencia, Spain ISBN: 978-88-89407-25-7. DOI:10.5071/33EUBCE2025-5BV.6.20
2026 – Un poster e due pubblicazioni scientifiche in preparazione.
