Los biocombustibles obtenidos de la biomasa son cada vez más importantes. Sin embargo, aparte del biometano, no se pueden producir de manera eficiente, económica y sostenible ya que la complejidad tecnológica actual y los costos aún son demasiado altos. En parte, la culpa es la celulosa, un polisacárido y un componente vegetal queno es soluble en agua y, por lo tanto, es difícil de procesar.
enzimas oxidativas
Por lo general, las biorrefinerías usan una mezcla de enzimas hidrolíticamente activas que utilizan moléculas de agua para descomponer el material vegetal, como sucede en los procesos de degradación natural. Recientemente, se descubrieron enzimas oxidativas que utilizan oxígeno y trabajan juntas con enzimas hidrolíticas para descomponer la celulosa de manera más eficientePero no se sabía exactamente cómo funcionan estas enzimas oxidativas, también conocidas como LPMO monooxigenasas de polisacáridos líticos. En esta etapa, los científicos de Graz se pusieron a trabajar.
Enzimas bajo el microscopio de fuerza de escaneo
Utilizando microscopía de fuerza atómica, los investigadores pudieron observar enzimas en el trabajo en la superficie de partículas de celulosa por primera vez y proporcionar evidencia directa de su actividad. Desde hace varios años, el Instituto de Biotecnología e Ingeniería Bioquímica ha estado trabajando estrechamentecon el Centro de Graz para microscopía electrónica.
Para el estudio publicado actualmente en Comunicaciones de la naturaleza , la enzima hidrolíticamente activa Trichoderma reesei CBH I, que se conoce desde hace mucho tiempo, se observó en un primer paso. La enzima se adsorbe en la superficie de una partícula, se mueve a lo largo de una cadena de polisacárido y se separa paso a paso másy más partes pequeñas. En un paso posterior, se ha observado cómo cambia el comportamiento de las enzimas cuando se agregan LPMO a la mezcla. Y aquí los investigadores pudieron establecer que las LPMO generaron más sitios de unión en la superficie para el hidrolíticamente activoenzimas, y que la dinámica enzimática en la superficie aumentó considerablemente.
Una imagen vale más que mil palabras
Este estudio contribuirá a una mejor comprensión de estos procesos a nivel de investigación básica, y en un paso posterior facilitará la producción de biocombustibles. Por lo general, en química nos centramos en productos solubles, que pueden medirse fácilmente, para profundizarla comprensión de una reacción. Sin embargo, para una reacción que tiene lugar en una superficie sólida, este enfoque no es factible. Queríamos observar y documentar el paso antes de eso, es decir, el proceso de descomposición de la celulosa ", dice Manuel Eibinger, directorautor del estudio en el Instituto de Biotecnología e Ingeniería Bioquímica.
Bernd Nidetzky, director del Instituto de Biotecnología e Ingeniería Bioquímica de TU Graz: "El dicho viene a mi mente 'una imagen vale más que mil palabras'. En este estudio queríamos documentar los procesos a medida que ocurren a tiempo. Yesto es lo que logramos hacer "
Este tema de investigación está anclado en el campo de especialización "Human & Biotechnology", uno de los cinco focos de investigación estratégica en TU Graz.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tecnología de Graz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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