martes, 2 de julio de 2013

Novedosa estructura de celulosa requiere menos enzimas para procesar biomasa y convertirla en combustible

Los métodos mejorados para romper nanofibras de celulosa son fundamentales para la producción de biocombustibles a coste eficiente y también el tema de una investigación del LANL. Los científicos están investigando las propiedades únicas de las nanofibras cristalinas de celulosa para desarrollar nuevos pretratamientos químicos y diseñar enzimas para la producción de biocombustible a partir de biomasa derivada de celulosa.

Un artículo publicado recientemente sugiere, de forma contraintuitiva, que incrementando los enlaces de enzimas a polímeros de celulosa no siempre conlleva una rotura más rápida en azúcares simples. De hecho, el equipo de investigadores descubrió que usando nuevos pretratamientos de biomasa para convertir la celulosa en una estructura cristalina única llamada celulosa III se redujo el enlace de la enzima nativa mientras se incrementaba el rendimiento del azúcar en hasta cinco veces. Esto conllevó tambien una reducción de un orden de magnitud en el uso de la enzima, lo cual es crítico para la producción del biocombustible a un coste efectico.

Los investigadores habían demostrado previamente que alterando la estructura cristalina de la celulosa a celulosa III acelera la deconstrucción enzimática; sin embargo, las recientes observaciones de la celulosa III incrementando el rendimiento del azúcar con reducidos niveles de la enzima unida fueron inesperados. Para explicar este descubrimiento, los investigadores desarrollaron un modelo cinético mecanístico indicando que la relación entre la afinidad de la enzima por la celulosa y la eficiencia catalítica es más compleja de lo que se pensaba previamente.

Se descubrió que la cellulose III tiene una superficie menos pegajosa que hace más dificil que las enzimas nativas queden pegadas de forma no productiva a ella, al contrario que las superficies de celulosa no tratada. El modelo predice además que la mejora en la actividad de la enzima, a pesar de la reducida unión, es debida a la relativa facilidad con la cual las enzimas son capaces de expulsar cadenas individuales de celulosa III de la superficie de nanofibras pretratadas y a continuación romperlas aparte en azúcares simples.

Via LANL

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