Международная группа исследователей, в которую вошли ученые из Йоркского университета, обнаружила набор ферментов, обнаруженных в грибах, которые способны расщеплять один из основных компонентов древесины. Ферменты теперь потенциально можно использовать для устойчивого преобразования древесной биомассы в ценные химические продукты, такие как биотопливо.
В качестве альтернативы углю и нефти древесина становится все более перспективным источником передового биотоплива. Однако, несмотря на свой потенциал, это сложный материал для разрушения.
Существующие заводы по биопереработке древесины вынуждены использовать процессы предварительной обработки, что делает переработку древесины в топливо и продукцию дорогостоящей и энергозатратной. В экосистемах грибы играют важную роль в разрушении древесины в рамках углеродного цикла, высвобождая питательные вещества обратно в почву. Это свойство грибов вдохновило исследователей на изучение механизмов, обеспечивающих этот процесс.
Соавтор статьи, профессор Пол Уолтон с химического факультета Йоркского университета, сказал: «Еще в 2010 году мы сделали ключевое открытие, что группа ферментов, обнаруженных в грибах, содержит медь - эти ферменты в настоящее время известно, что они являются важным компонентом биологического разложения биомассы. Это исследование основано на этой работе путем выявления дополнительных ферментов из этого класса, которые обладают способностью разрушать сложную молекулярную структуру древесины.
"Эти ферменты могут лежать в основе разработки улучшенных ферментных коктейлей для применения в биопереработке с использованием древесины, открывая возможность ее преобразования в широкий спектр ценных товаров экологически безопасным способом."
Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemical Biology, показало, что семейство ферментов, называемых литическими полисахаридмонооксигеназами (LPMO), способно расщеплять ксиланы - углеводные молекулы, обычно встречающиеся в древесной биомассе, которые особенно устойчивы к разложению..
Работая в сотрудничестве с французскими исследователями из Национального центра научных исследований (CNRS) в Марселе, исследователи выделили из грибов ферменты, которые играют жизненно важную роль в наземном углеродном цикле и доминируют в разложении древесины в лесах.
Соавтор статьи Гидеон Дэвис с химического факультета Йоркского университета сказал: «Выводы расширяют наши знания о том, как древесная биомасса разлагается в природе».
"Это открытие раскрывает ключевую научную проблему: как биоперерабатывающие заводы могут превращать древесину в биотопливо экологически и экономически эффективным способом, приближая нас к устойчивому развитию в 21 веке."