La producción de combustibles a partir de plantas y otras fuentes renovables requiere la descomposición de la celulosa química; un candidato importante para impulsar o catalizar, esta sustancia química persistente es un microorganismo ubicuo llamado Clostridium thermocellum que funciona bien en ambientes calurosos sin oxígeno. Los investigadores encontraron que C. termocelda utiliza un mecanismo previamente desconocido para degradar la celulosa, además de otros mecanismos de degradación conocidos.
Este descubrimiento ayuda a explicar C. termocelda la capacidad superior de digerir biomasa y demuestra las estrategias muy diversas desarrolladas en la naturaleza para la conversión de biomasa. Los investigadores están utilizando los hallazgos del estudio para desarrollar sistemas óptimos para descomponer la materia vegetal para producir biocombustibles y productos químicos de base biológica.
La biomasa lignocelulósica es la mayor fuente de materia orgánica en la Tierra, por lo que es una materia prima renovable prometedora para la producción de biocombustibles y productos químicos. Actualmente, sin embargo, el principal cuello de botella en la producción de biocombustibles es la baja eficiencia de la conversión de celulosa, lo que conduce a altos costos de producción. Hasta la fecha, C. termocelda es el microorganismo más eficiente conocido para solubilizar la biomasa lignocelulósica. Su alta capacidad de digestión de celulosa se ha atribuido a las celulasas eficientes del organismo que consisten en un sistema de enzimas libres y un sistema celulosómico atado, donde las enzimas activas de carbohidratos múltiples están organizadas por primarias y secundarias.andamiaje de proteínas para generar grandes complejos de proteínas unidos a la pared celular bacteriana. Recientemente, investigadores del Centro de Ciencias Bioenergéticas BESC del Departamento de Energía de EE. UU. descubrieron que C. termocelda también expresa un tipo de sistema celulosómico que no está unido a la pared celular, un sistema celulosómico "libre de células".
Los investigadores creen que el complejo de celulosoma libre de células funciona como un celulosoma de "largo alcance" porque puede difundirse lejos de la célula y degradar sustratos de polisacárido distantes de las células bacterianas. Este descubrimiento revela que C. termocelda utiliza no solo todos los mecanismos de degradación de la celulasa previamente conocidos celulosomas y enzimas libres, sino también una nueva categoría de enzimas andamiadas no unidas a la célula. Este hallazgo inesperado explica C. termocelda el rendimiento superior en biomasa, que demuestra que las estrategias de la naturaleza para la conversión de biomasa aún no se comprenden completamente y podrían proporcionar más oportunidades para el descubrimiento de enzimas microbianas y los esfuerzos de ingeniería.
Este trabajo fue apoyado por el BioEnergy Science Center BESC. BESC es un Centro de Investigación de Bioenergía del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE respaldado por la Oficina de Investigación Biológica y Ambiental dentro de la Oficina de Ciencia del DOE. Una parte de este trabajo también fueapoyado por la Fundación Binacional de Ciencia Estados Unidos-Israel, Jerusalén, Israel; Fundación de la Ciencia de Israel ISF; número de concesión 1349, Centro Israelí de Excelencia en Investigación I-CORE; número 152/11; Unión Europea NMP.2013.1.1-2: CellulosomePlus Project 8 número 604530; y el Consorcio ERA-IB EIB.12.022 FiberFuel.
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Materiales proporcionado por Departamento de Energía, Oficina de Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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