Ny klass av enzymer bryter ned biomassa mer effektivt

Naturliga kolhydratpolymerer som stärkelse, cellulosa och kitin kan användas som råvaror för att tillverka bränsle och olika material. Därför finns det ett stort intresse för att industriellt konvertera de här ämnena på ett kostnadseffektivt vis.

I en ny artikel i tidskriften Chemical Reviews beskriver forskare från institutionen för molekylära vetenskaper på SLU, tillsammans med kollegor från Stanford University och DuPont Industrial Biosciences, vad vi vet om oxidativ klyvning av kolhydratpolymererna cellulosa, kitin och stärkelse.

En ny slags enzymer

Den här reaktionen, oxidativ klyvning, katalyseras av en relativt ny klass av enzymer som kallas lytiska polysackaridmonooxygenaser (LPMO). LPMO är enzymer som är beroende av koppar för att fungera, och tillsammans med klassiska glykosidhydrolaser deltar de nedbrytningen av rekalcitranta kolhydratpolymerer.

Enzymernas aktivitet och sammansättning ger oss mer information om biologiska mekanismer för nedbrytning av polysackarider. LPMO:er bryter sönder polysackaridkedjor i en syre- och elektronberoende process, tydligen utan behov av förkristallisation av det kristallina substratet. Det här sättet att bryta ned substratet skiljer sig åt från tidigare undersökta enzym och kan innebära en kostnadsbesparing inom industrin.

Industriella användningsområden

Användningen av den här nya klassen av oxidativa enzymer kan bidra till en minskad dosering av enzymatiska cocktails i industriell nedbrytning av lignocellulosa biomassasubstrat. Det här och andra funktioner hos LPMO:s diskuteras mer detaljerat i den vetenskapliga artikeln.