Raziskan bakterijski encim za razgradnjo lesa

Znanstveniki z Univerze v Warwicku so v bakteriji Rhodococcus jostii RHA1 našli gena za encima iz skupine peroksidaz Dyp, označena kot DypA in DypB, ki omogočata razgrajevanje lignina. Podrobno so analizirali DypB, za katerega so odkrili, da ima pomembno funkcijo pri razgradnji lignina. Ko so pripravili mutantski sev bakterij ΔdypB (to pomeni, da imajo delecijo gena DypB), je bila izražena aktivnost razgradnje lignina bistveno manjša. Nadalje so ugotovili, da uporablja encim kot kofaktor dvovalentne manganove ione. Izolirani rekombinantni protein DypB je sam po sebi kazal aktivnost pri razgradnji modelnega β-aril eter lignina, kar pomeni, da ima ključno vlogo pri njegovi razgradnji. Zmore oksidirati tako polimerni lignin kot modelno spojino.

Lignin je polimerna spojina, ki predstavlja med 20 in 30 odstotki suhe mase lesa. Zagotavlja trdnost lesa ter je eden izmed najbolj razširjenih biopolimerov na Zemlji. Lignin je eden izmed najbolj žilavih polimerov, tako da na primer predstavlja glavni problem pri proizvodnji papirja, ko ga je treba razgraditi in ločiti od celuloze. Redka živa bitja imajo encime, ki so sposobni razgrajevati lignin. Doslej so poznali nekaj gliv in bakterij s to zmožnostjo. To je tudi razlog, da je mrtev les obstojen.

Sposobnost razgrajevanja lignina je pomembna pri proizvodnji biogoriv, saj bo omogočila proizvodnjo tudi iz delov rastlin, ki so se doslej zavrgli. Če bi uspeli učinkovito razgraditi lignin z nizkimi stroški, bi lahko tudi iz teh delov izolirali potrebne sladkorje za biogoriva. V končni fazi bi to pomenilo, da proizvodnja biogoriv ne bi več tekmovala s proizvodnjo hrane, saj bi se uporabljali drugi deli rastlin.

Čeprav so doslej že poznali glive in bakterije, ki so imele sposobnost razgrajevanja lignina, je karakterizacija bakterijskega encima nekaj povsem drugega. Sekvencirali so namreč zaporedje bakterijskega DNK, ki zapisuje omenjeni encim. To pomeni, da lahko pripravimo omenjeni encim v večjih količinah rekombinantno v drugih bakterijah. Bakterije je bistveno lažje gojiti in hitreje rastejo kot glive, poznamo pa tudi rutinske postopke za vstavljanje tujih genov vanje (z uporabo plazmidov), vzpodbujanje njihove produkcije (biotehnološka ekspresija gena) in končno izolacijo produkta.

Znanstveni članek je objavljen v Biochemistry. Za branje se morate prijaviti iz univerzitetnih računalnikov ali prek knjižnice.