Se ha descubierto una nueva familia de enzimas que allana el camino para convertir los desechos vegetales en productos sostenibles y de alto valor como nailon, plásticos, productos químicos y combustibles.
El descubrimiento fue dirigido por miembros del mismo equipo de ingeniería enzimática del Reino Unido y los EE. UU. Que, en abril, mejoró una enzima que digiere el plástico, un avance potencial para el reciclaje de desechos plásticos. Kate agrega LINK
El estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza fue dirigido por el profesor John McGeehan en la Universidad de Portsmouth, el Dr. Gregg Beckham en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable NREL del Departamento de Energía de EE. UU., El profesor Jen Dubois en la Universidad Estatal de Montana y el profesor Ken Houk en la Universidad de California, LosÁngeles.
La nueva familia de enzimas está activa en los componentes básicos de la lignina, uno de los componentes principales de las plantas, que los científicos han intentado durante décadas encontrar una forma de descomponer de manera eficiente.
El profesor McGeehan, director del Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas de la Facultad de Ciencias Biológicas de Portsmouth, dijo: "Hemos reunido un equipo internacional para el descubrimiento y la ingeniería de enzimas naturales. Las enzimas son catalizadores biológicos que pueden realizar increíblesreacciones, descomponiendo algunos de nuestros polímeros naturales y artificiales más resistentes.
"Para proteger su celulosa que contiene azúcar, las plantas han desarrollado un material fascinantemente complicado llamado lignina que solo una pequeña selección de hongos y bacterias puede abordar. Sin embargo, la lignina representa una gran fuente potencial de químicos sostenibles, así que si podemos encontrar unforma de extraer y utilizar esos componentes básicos, podemos crear grandes cosas ".
La lignina actúa como andamio en las plantas y es fundamental para el suministro de agua. Proporciona fuerza y también defensa contra patógenos.
"Es un material asombroso", dijo el profesor McGeehan, "la celulosa y la lignina se encuentran entre los biopolímeros más abundantes en la tierra. El éxito de las plantas se debe en gran parte a la inteligente mezcla de estos polímeros para crear lignocelulosa, un material que es un desafío paradigerir."
El equipo de investigación encontró una forma de liberar un cuello de botella clave en el proceso de descomposición de la lignina en sus productos químicos básicos. Los resultados proporcionan una ruta para fabricar nuevos materiales y productos químicos, como nailon, bioplásticos e incluso fibra de carbono, a partir de lo que se haanteriormente era un producto de desecho.
El descubrimiento también ofrece beneficios ambientales adicionales: la creación de productos a partir de lignina reduce nuestra dependencia del aceite para fabricar productos cotidianos y ofrece una alternativa atractiva a la quema, lo que ayuda a reducir las emisiones de CO2.
El equipo de investigación estuvo formado por expertos en biofísica, biología estructural, biología sintética, química cuántica, bioquímica y dinámica molecular en la Universidad de Portsmouth y NREL, y en las universidades estadounidenses de Montana State, Georgia, California y la Universidad de Brasil.de Campinas.
Sam Mallinson, estudiante de doctorado en biología estructural en la Universidad de Portsmouth y primer autor del artículo, dijo: "Hay una frase de larga data: puedes hacer cualquier cosa con lignina excepto dinero, pero aprovechando el poderde enzimas, esto va a cambiar. Utilizando técnicas avanzadas, desde la cristalografía de rayos X en el sincrotrón Diamond Light Source, hasta el modelado informático avanzado, hemos podido comprender el funcionamiento detallado de un nuevo sistema de enzimas ".
La enzima es una nueva clase de citocromo P450 y es promiscua, lo que significa que puede trabajar en una amplia gama de moléculas.
El Dr. Beckham dijo: "Esta nueva enzima citocromo P450 puede degradar muchos sustratos diferentes basados en lignina. Eso es bueno porque significa que luego puede ser diseñado para ser un especialista para una molécula específica y podemos evolucionarlo más para impulsarloen cierta dirección.
"Ahora tenemos una de las clases de enzimas más conocidas, versátiles, manipulables y evolutivas listas para ser un punto de apoyo para que la biotecnología avance y mejore la enzima".
La investigación llega inmediatamente después de otro estudio recién publicado en la revista PNAS, dirigido por la profesora Ellen Neidle de la Universidad de Georgia junto con miembros de este equipo, que encontró una forma de acelerar la evolución de esta enzima. El grupoahora están trabajando juntos para descubrir y desarrollar enzimas aún más rápidas para convertir la lignina en productos sostenibles de alto valor.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Portsmouth . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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