Новые данные о расщеплении биомассы
Учёные из Йоркского университета вносят ключевой вклад в понимание того, как недавно открытое семейство ферментов может разлагать трудноусвояемую биомассу на составляющие её сахара.
Эти ферменты — литические полисахаридмонооксигеназы (LPMO) — выделяются грибами и бактериями и способны «расщеплять» целлюлозу и другие устойчивые материалы. Это позволяет разлагать целлюлозные материалы (стебли растений, древесную щепу, картонные отходы) и другие сложные полисахариды (например, панцири насекомых и ракообразных).
Ключевой целью развития биоэнергетики второго поколения является поиск способа расщепления целлюлозных материалов на сахара для последующего сбраживания в биоэтанол.
В недавней статье в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) международная группа исследователей, включая профессоров Пола Уолтона и Гидеона Дэвиса из Йорка, представила важную новую информацию о механизме работы LPMO.
Команда, в которую вошли учёные из США, Дании и Великобритании, провела детальное исследование того, как эти ферменты используют кислород из воздуха для создания высокореактивного соединения. Этот активный кислород затем расщепляет целлюлозу, позволяя разлагать трудноусвояемую биомассу.
Исследования LPMO в Йорке, которые возглавляют профессора Уолтон и Дэвис с факультета химии, являются частью совместного проекта CESBIC (Critical Enzymes for Sustainable Biofuels from Cellulose), финансируемого сетью ERA-IB (European Research Area Industrial Biotechnology).
Профессор Уолтон отметил: «Способность сбраживать целлюлозу важна, поскольку открывает новые возможности для производства биоэтанола из устойчивых источников. Наше совместное исследование начинает раскрывать точные детали работы LPMO».
Недавнее исследование, опубликованное в PNAS, основывается на работе, о которой сообщалось ранее в текущем году в Nature Chemical Biology. Та работа проводилась под руководством Йоркского университета с участием профессора Бернара Хенриссата из CNRS, Университета Экс-Марсель (Франция). В статье Nature Chemical Biology сообщалось об открытии нового важного семейства LPMO, способного расщеплять трудноусвояемую биомассу. Эта работа финансируется Советом по биотехнологическим и биологическим исследованиям (BBSRC).
Профессор Дэвис пояснил: «Чтобы начать сбраживание таких материалов, как древесная щепа или стебли растений, необходим способ их разрушения. Действие LPMO создаёт «царапину» на поверхности биомассы, которая обеспечивает точку входа для других ферментов. Понимание механизма работы LPMO поможет в развитии производства биотоплива второго поколения».
Самое последнее исследование, описанное в PNAS, проводилось под руководством Стэнфордского университета (США). Помимо Йоркского университета, в нём участвовали компания Novozymes (Дания) и Университета Халла.