Ценность ферментов по сравнению с биотопливом, показанная в недавних исследованиях

Фермент, названный CelA, происходит от Caldicellulosiruptor bescii, и три года назад ученые NREL сообщили в журнале Science, как он может преобразовывать биомассу в сахара быстрее, чем конкурирующие катализаторы в коммерческих ферментных препаратах. Последующее исследование, подробно описанное в новом документе Scientific Reports, Многодоменная Caldicellulosiruptor bescii CelA целлюлаза превосходит гидролиз кристаллической целлюлозы, указывает на то, как фермент может помочь устранить один из технических и экономических барьеров, препятствующих превращению целлюлозного биотоплива в жизнеспособность. коммерческая реальность.Кристаллическая структура целлюлозного волокна в стенках растительных клеток обычно создает проблему для целлюлаз, ферментов, которые разрушают целлюлозу. Чем более кристаллическая структура, тем прочнее волокна.

Протестированные на сегодняшний день грибковые ферменты не могут легко разрушить волокна с высоким содержанием кристаллов, чтобы материал можно было превратить в биотопливо. Однако CelA не зависит от уровня содержания кристаллов.«CelA способна расщеплять целлюлозу с высокой степенью кристалличности так же, как с низкой кристалличностью, чего никогда не было для других целлюлаз», — сказал Янник Бомбл, старший научный сотрудник NREL и старший автор статьи. «Чем лучше целлюлаза, тем быстрее вы сможете преобразовать биомассу в простые сахара, и тем дешевле будет процесс».Соавторами Бомбла из NREL являются Роман Брунки, Брайон Донохо, Джон Ярбро, Ашутош Миттал, Ларри Тейлор, Дэхван Чанг и Майкл Химмель.

Другими соавторами были Брайан Скотт, Ханшу Динг, Сара Тетер из Novozymes, а также Джордан Рассел и Джанет Вестфелинг из Университета Джорджии. В их исследовании изучалось, как CelA разрушает и взаимодействует с компонентами клеточных стенок кукурузной соломы: глюканом, ксиланом и лигнином.

Химическая предварительная обработка была использована на кукурузной соломе и шелковистых волокнах, называемых хлопковым линтом, оставляя после себя разное количество компонентов и разную степень кристалличности, соответственно. Эксперименты показали, что степень кристалличности не влияет на эффективность фермента.Камень преткновения наступил, когда CelA столкнулся с лигнином, компонентом, который обеспечивает жесткость клеточных стенок. В некоторых условиях предварительной обработки осталось немного лигнина, и это остановило действие фермента. «Если он связывается с лигнином, он просто застревает.

Он больше не может обрабатывать или расщеплять биомассу», — сказал Бомбл. «Когда это происходит, вы теряете фермент. Чем больше ферментов вы теряете из-за непродуктивного связывания, тем менее эффективно преобразование.

Обычно это проблема. Вот почему мы работаем над стратегиями, чтобы предотвратить связывание CelA с лигнином, но сохранить жизненное сродство с целлюлозой ".


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.