Una enzima descubierta en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable NREL del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE demuestra ser experta en descomponer las fibras de celulosa independientemente de si su estructura cristalina es simple o altamente compleja. Ninguna otra enzima ha demostrado esa capacidad.
La enzima, llamada CelA, proviene de Caldicellulosiruptor bescii, y los científicos de NREL informaron hace tres años, en la revista Science, cómo puede convertir la biomasa en azúcares más rápido que los catalizadores de la competencia en preparaciones enzimáticas comerciales. El estudio de seguimiento, detallado enel nuevo Informes científicos artículo, The Multi Domain Caldicellulosiruptor bescii CelA Cellulase Excels at the Hydrolysis of Crystalline Cellulose, señala cómo la enzima podría ayudar a eliminar una de las barreras técnicas y económicas que impiden que los biocombustibles celulósicos se conviertan en una realidad comercial.
La estructura cristalina de la fibra de celulosa en las paredes celulares de las plantas generalmente plantea un problema para las celulasas, las enzimas que trabajan para descomponer la celulosa. Cuanto más cristalina es la estructura, más fuertes son las fibras. Las enzimas fúngicas probadas hasta la fecha no pueden descomponer fácilmente las fibrascon alto contenido cristalino para que el material pueda convertirse en un biocombustible. Sin embargo, CelA es independiente del nivel de contenido cristalino.
"CelA es capaz de descomponer la celulosa con alta cristalinidad igual que la baja cristalinidad, lo que nunca se ha demostrado para ninguna otra celulasa", dijo Yannick Bomble, científico investigador principal de NREL y autor principal del artículo.mejor es la celulasa, más rápido puede convertir la biomasa en azúcares simples, por lo que el proceso será más barato "
Los coautores de Bomble de NREL son Roman Brunecky, Bryon Donohoe, John Yarbrough, Ashutosh Mittal, Larry Taylor, Daehwan Chung y Michael Himmel. Otros coautores fueron Brian Scott, Hanshu Ding, Sarah Teter de Novozymes y Jordan Russelly Janet Westpheling, de la Universidad de Georgia. Su investigación analizó el desempeño de CelA al descomponer e interactuar con los componentes de las paredes celulares en la mazorca de maíz: glucano, xilano y lignina. Se utilizaron pretratamientos químicos en la mazorca de maíz y fibras sedosas llamadas algodónlinters, dejando atrás varias cantidades de los componentes y diversos grados de cristalinidad, respectivamente. Los experimentos mostraron que el grado de cristalinidad no afectó el desempeño de la enzima.
El punto de fricción llegó cuando CelA encontró lignina, el componente que proporciona rigidez a las paredes celulares. Con algunas condiciones de pretratamiento, quedó algo de lignina, y eso detuvo la enzima. "Si se une a la lignina, simplemente se queda atascado. No puedeprocesa o descompone la biomasa por más tiempo ", dijo Bomble." Cuando eso sucede, pierdes la enzima. Cuantas más enzimas pierdes en la unión no productiva, menos eficiente es la conversión. Ese suele ser el problema. Por eso estamostrabajando en estrategias para prevenir la unión de CelA a la lignina pero conservando la afinidad vital por la celulosa ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Energía Renovable . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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