Экономичное биотопливо из целлюлозы

27.06.2015

Светлая мечта биотехнологов - экономичное биотопливо из целлюлозы. Конечно, на биотопливо предполагается пускать опилки и прочий мусор, а не строевую древесину. Целлюлоза, как известно, - полимер глюкозы, правда, это бета-глюкоза, а не альфа-глюкоза, которая входит в состав сахара и крахмала, но бактерии или дрожжевые грибки вполне могут делать из нее какие-нибудь спирты или другие энергетически ценные молекулы. Это было бы куда выгоднее, чем тратить на топливо потенциальное пищевое сырье. Однако расщепить целлюлозу на мономеры сложно, недаром растительная масса и древесина малопитательны, в отличие от крахмалистых клубней. Это самое узкое место на пути к биотопливу.

Но кое-кто в природе ест древесину, например некоторые бактерии. А раз едят, значит, и расщеплять целлюлозу умеют. Аэробные (любящие кислород) микроорганизмы делают это с помощью свободных молекул ферментов, анаэробные же, обитающие в бескислородной среде, применяют ферментные комплексы под названием "целлюлосомы". Ферменты целлюлазы, расщепляющие связи между молекулами глюкозы, и специфические белки, присоединяющиеся к целлюлозе, собираются в конструкцию, которая существенно эффективнее свободных ферментов.

Недавно было показано, что активность целлюлаз значительно усиливают другие ферменты, литические полисахаридмонооксигеназы - LPMO. Но эти ферменты имеются только у аэробных бактерий (что и понятно: для проведения окислительно-восстановительной реакции необходим кислород).

Исследователи из Вейцмановского института (Израиль) сумели соединить в целлюлосому одиночные молекулы целлюлаз и LPMO аэробной бактерии Thermobifida fusca. Белки объединили "по принципу Лего", как выразились авторы статьи. Но точнее будет сказать, что ко всем нужным белкам - целлюлазам, LPMO и участку связывания целлюлозы - методами генной инженерии присоединили разъемы, позаимствованные у белков анаэробных бактерий, способных собираться в целлюлосомы. Разъемы подобрали так, чтобы в комплексе оказалось по одной молекуле каждого из белков. Активность модифицированных белков, взятых по отдельности, не изменилась по сравнению с исходной, а вот целлюлосомы, содержащие LPMO, расщепляли целлюлозу в 1,6 раз лучше, чем смесь свободноплавающих белков, и в 2,6 раз лучше раствора целлюлаз без LMPO.

Израильские ученые не остановятся на достигнутом: они планируют включить в новые дизайнерские целлюлосомы еще и ферменты, расщепляющие лигнин. И получится мультиферментный комплекс, превращающий твердую древесину в раствор сахаров и производных фенола.

<< Назад: 10-ядерный смартфон Elephone P9000 28.06.2015

>> Вперед: LED-лампы Verbatim с безбликовым световым потоком 27.06.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Дисплей на светодиодах TR2015х 29.03.2006 Дисплей на светодиодах TR2015Х от TOSHIBA ELECTRONIC COMPONENTS, INC. имеет высокую яркость 5000 кд на м2, размеры 480x480 мм, вес 12,5 кг. Может использоваться для демонстрации информации в местах общественного пользования.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026