Roma – Un nuovo enzima appena sviluppato permetterà di rivoluzionare la produzione di biocarburanti. È quanto emerge da uno studio guidato dal Brazilian Center for Research in Energy and Materials (CNPEM) e pubblicato su Nature. La decostruzione della cellulosa è essenziale per la conversione della biomassa in combustibili e prodotti chimici. Tuttavia, la cellulosa, il polimero rinnovabile più abbondante sul pianeta, è estremamente resistente alla depolimerizzazione biologica. Sebbene composta interamente da unità di glucosio, la sua struttura microfibrillare cristallina e l’associazione con lignina ed emicellulose nelle pareti cellulari vegetali la rendono altamente resistente alla degradazione. Di conseguenza, la sua degradazione in natura è lenta e richiede sistemi enzimatici complessi.
La struttura dimerica dell’enzima CelOCE che agisce sulle fibre di cellulosa, rappresentata dai bastoncini verdi
Credito
Mario Murakami/CNPEM
La decostruzione della cellulosa, che potrebbe, tra le altre cose, aumentare significativamente la produzione di etanolo dalla canna da zucchero, rappresenta da decenni una sfida tecnologica di primaria importanza. I ricercatori del Centro Brasiliano per la Ricerca in Energia e Materiali (CNPEM), in collaborazione con colleghi di altre istituzioni in Brasile e all’estero, hanno ottenuto un enzima che potrebbe letteralmente rivoluzionare il processo di decostruzione della cellulosa, consentendo, tra le altre applicazioni tecnologiche, la produzione su larga scala del cosiddetto etanolo di seconda generazione, derivato da scarti agroindustriali come la bagassa di canna da zucchero e la paglia di mais. Mário Murakami , responsabile del gruppo di ricerca sulla biocatalisi e la biologia sintetica del CNPEM e coordinatore dello studio, ha dichiarato: “Abbiamo identificato un metalloenzima che migliora la conversione della cellulosa attraverso un meccanismo precedentemente sconosciuto di legame al substrato e scissione ossidativa. Questa scoperta apre una nuova frontiera nella biochimica redox per la depolimerizzazione della biomassa vegetale, con ampie implicazioni per la biotecnologia” . L’enzima appena scoperto è stato chiamato CelOCE, acronimo di Cellulose Ossidative Cleaving Enzyme (enzima che scinde la cellulosa con l’ossidazione). Scinde la cellulosa utilizzando un meccanismo senza precedenti, consentendo ad altri enzimi nel cocktail enzimatico di continuare il loro lavoro e convertire i frammenti in zucchero. I ricercatori sottolineano che questo non è un risultato di laboratorio che deve ancora essere convalidato prima di poter essere utilizzato su scala industriale. La dimostrazione del concept è già stata effettuata su scala pilota e l’enzima appena scoperto può essere immediatamente incorporato nel processo produttivo, il che è estremamente rilevante per il Brasile, in quanto importante produttore di biocarburanti, e per il mondo, in un contesto di urgente transizione energetica dovuta alla crisi climatica.(30Science.com)
