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'混杂'酶将植物废物转化为可持续产品

时间：2022-02-03 08:25:08 来源：

构建植物块：从橡树的植物细胞的横截面中看到木质素染色。Berkshire社区学院生物科学图像图书馆

已经发现了一系列新的酶系列，铺设了将植物废物转化为可持续和高价值产品，如尼龙，塑料，化学品和燃料。

该发现由同一英国酶工程团队的成员领导，四月，改善塑料消化酶，塑料废物回收的潜在突破。

本研究在自然通信中发表的研究由John McGeehan教授在朴茨茅斯大学，美国能源部全国可再生能源实验室（NRER）博士，蒙大拿州立大学肯纳·迪巴教授，教授肯·塞克斯教授加利福尼亚州，洛杉矶。

新的酶家庭在木质素的建筑块上活跃 - 植物的主要成分之一，科学家一直在努力找到一种有效地分解的方法。

朴茨茅斯生物科学学院生物和生物医学科学研究所主任McGeehan教授说：“我们已经为自然发生的酶的发现和工程组建了一个国际团队。酶是生物催化剂，可以进行令人难以置信的反应，破坏我们最艰难的天然和人造聚合物中的一些。

“为了保护含糖的纤维素，植物已经演变出一种叫做木质素的令人焦虑的复杂的材料，只有小型真菌和细菌可以解决。然而，木质素代表了可持续化学品的巨大潜在来源，所以如果我们能找到一种方法来提取和使用这些积木，我们可以创造出伟大的事情。“

木质素充当植物中的脚手架，是水递送的核心。它提供了力量，也可以防御病原体。

“这是一个惊人的材料，”McGeehan教授说，“纤维素和木质素是地球上最丰富的生物聚合物之一。植物的成功主要是由于这些聚合物产生木质纤维素的巧妙混合物，这是一种充满挑战性的材料。“

研究团队发现了一种释放一个关键瓶颈，将木质素分解为其基本化学品。结果提供了制作新材料和化学品如尼龙，生物塑料等碳纤维的途径，从前是废物产品。

该发现还提供了额外的环境效益 - 从木质素创造产品可降低对油的依赖，以使日常产品制作，并提供有吸引力的替代品来燃烧它，有助于减少二氧化碳排放。

该研究小组是在朴茨茅斯大学和纳雷尔大学的生物物理，结构生物学，合成生物学量化学，生物化学和分子动力学的专家组成，以及美国蒙大拿州，格鲁吉亚和加利福尼亚州和巴西坎皮纳斯大学的美国大学。

据朴茨茅斯大学的结构生物学博士学位和论文第一作者，萨姆·米泽森说：“有一个长期以来的短语 - 你可以用钱除外，除了钱 - 而是通过利用酶的力量，这被设置为改变。使用先进的技术，从钻石光源同步术中的X射线晶体学，到高级计算机建模，我们已经能够了解一个全新的酶系统的详细工作。“

酶是一种新的细胞色素p450类，并且是混杂的，这意味着它能够在各种分子上工作。

贝克汉姆博士说：“这种新的细胞色素P450酶可以降解许多基于木质素的基质。这很好，因为它意味着它可以被设计为特定分子的专家，我们可以进一步发展它以在某个方向上推动它。“

“我们现在拥有最着名的多才多艺，可通知的酶的一种酶，准备成为生物技术的立足点，以便更好地前进并使酶更好。”

该研究刚刚发表在PNA期刊PNA期刊上的另一名研究，由格鲁吉亚大学的埃伦·雷德斯教授与本队成员一起，发现了一种加快这种酶的演变的方法。该小组现在正在共同努力发现和演变更快的酶用于将木质素转化为高价值可持续产品。

出版物：Sam J. B. Mallinson等，“一种混杂的细胞色素P450芳香o-脱甲基酶，用于木质素生物转化，”自然通信，第9卷，第9卷：2487 (2018)


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