Новый фермент из морского древоточца может стать прорывом для биотопливной промышленности

Исследователи из Великобритании, Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) Министерства энергетики США и Университета Кентукки описали новый целлюлозоразрушающий фермент, полученный от морского древоточца Limnoria quadripunctata, известного как гриббл.

Грибблы биологически уникальны, поскольку производят собственные ферменты для переваривания древесины, а не используют для этого симбиотические микроорганизмы. Новые ферменты из таких необычных источников, как гриббл, могут быть полезны для биотопливной промышленности.

Грибблы длиной 1-3 миллиметра быстро разрушают древесину и наносят значительный ущерб морским деревянным конструкциям по всему миру. Учёные надеются использовать эту их особенность как источник новых ферментов для производства биотоплива.

Структура ключевого фермента гриббла описана в статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Грибблы обитают в приливно-отливной зоне и, подобно термитам, прогрызают ходы в древесине. В отличие от термитов или людей, они не полагаются на кишечные бактерии для выработки пищеварительных ферментов. У них стерильный кишечник, а ферменты производятся в специальном органе — гепатопанкреасе, который проходит по всей длине их тела.

Несколько ферментов гриббла относятся к тем же важным классам, что и ферменты, которые промышленность обычно получает из грибов для расщепления целлюлозы в биомассе. Ферменты гриббла, вероятно, лучше переносят соли, так как эволюционировали в морской среде. Эта уникальная адаптация может быть полезна для их работы в промышленных условиях с высокой концентрацией твёрдых веществ, где они смогут эффективнее расщеплять биомассу на сахара для последующего преобразования в этанол или углеводородное топливо.

Биотопливной промышленности нужны устойчивые и эффективные ферменты, толерантные к промышленным процессам. «Для биохимической конверсии с помощью ферментов промышленности необходимо работать с очень высокой концентрацией твёрдых веществ при минимальном количестве воды», — сказал старший научный сотрудник NREL Грегг Бекхэм, соавтор статьи. «Структура фермента гриббла раскрывает новые эволюционные адаптации, которые могут подсказать механизмы создания более устойчивых промышленных ферментов для таких условий».

NREL провела компьютерное моделирование и помогла в структурном и биохимическом анализе фермента. Теперь учёные изучают, как особенности ферментов гриббла можно внедрить в промышленно значимые ферменты и процессы.