Przekształcanie biomasy do postaci biopaliw jest zależne od wysokoenergetycznego rozkładu celulozy. Związek ten jest nierozgałęzionym biopolimerem, dokładniej polisacharydem zbudowanym z 3000 - 14000 cząsteczek glukozy. Jednostki te połączone są wiązaniami β-1,4-glikozydowymi. By wyprodukować biopaliwo, należy doprowadzić do degradacji wiązań między jednostkami budulcowymi celulozy. Uwolnione mogą uczestniczyć w innych procesach, np. w fermentacji prowadzącej do powstawania etanolu. Rozkład tych wiązań nie jest łatwy, z uwagi na ich wytrzymałość. Okazuje się, że zadanie to wykonują bezproblemowo enzymy pochodzące z komórek bakteryjnych, tj. hydrolazy glikozydowe (GHs). Metoda otrzymywania biopaliw z wykorzystaniem właściwości GHs jest opłacalna, gdyż celuloza jako podstawowy komponent roślinny, jest łatwodostępna i powszechna.
Grupa badawcza składająca się z kilku użytkowników EMSL (ang. Environmental Molecular Sciences Laboratory) stworzyła zestaw sond białowych, by odnaleźć najbardziej wydajne GHs. Sondy zostały zaprojektowane by wiązać GH. Pozwala to na poznanie ich miejsc aktywnych oraz wskazanie miejsca wiązania czynnika reporterowego. Taka konstrukcja umożliwia dalsze analizy, m.in. badania poprzez wizualizację białek związanych z sondami przy zastosowaniu fluorochromów. Możliwa jest również izolacja białek związanych z sondami w celu ich scharakteryzowania przy zastosowaniu spektrometru masowego. Zespół badawczy przedstawił efektywność działania stworzonych sond poprzez ich inkubację ze wszystkimi białkami wydzielanymi przez Clostridium thermocellum. Clostridium thermocellum to gatunek bakterii niezwykle ważny dla działu tworzenia biopaliw. Bakterię tę bowiem odróżnia wyjątkowo efektywna maszyneria służąca do degradacji celulozy. Mechanizmy te mają także zdolność bezpośredniego przekształcania celulozy do etanolu. W czasie eksperymentów użyto narzędzi spektrometrii masowej w EMSL, co pozwoliło na identyfikację białek, które były wiązane do sond spośród wszystkich wydzielanych protein. W ten sposób udowodniono osiągnięcie zamierzonego celu badań, tzn. okazało się, że sondy są selektywne i specyficzne dla GH. Ponadto w czasie badań nad projektem okazało się, że wszystkie GHs posiadają podobne właściwości katalityczne. Jest to niezwykle istotna cecha, gdyż dzięki niej konstrukty wiążą również niepoznane dotąd hydrolazy glikozydowe.
Opisana metoda z całą pewnością znajdzie zastosowanie w eksperymentach, które mają na celu odnalezienie enzymów istotnych dla tworzenia biopaliw w złożonych mieszaninach, dostarczanych przez bakterie. Ważna jest możliwość jej zastosowania do badań na szerokiej gamie mikroorganizmów. Zapowiedziano już kolejne prace w tym zakresie. Grupa badawcza ma skoncentrować się na dalszym optymalizowaniu selektywności zestawu sond oraz rozszerzeniu ich użycia do eksperymentów przeprowadzanych na komórkach grzybowych.
373075.jpg
KOMENTARZE