Bild på fällda träd i en skog

Enzymforskning bäddar för hållbara biobränslen

Utveckling av effektiva processer där biomassa används som råmaterial för hållbar produktion av biobränslen och biokemikalier är viktig för omställningen till ett fossilfritt samhälle. Men nedbrytning av rester från skogsindustrin försvåras av att växtbiomassa innehåller lignin − som är svårt och dyrt att bryta ner. Lösningen på problemet kan vara en viss sorts enzymer som underlättar och snabbar på nedbrytningen av biomassan. 

​Lignocellulosa, som är huvudbeståndsdelen av restbiomassa från skogsindustrin, är en viktig råvara för produktion av bland annat bioetanol. Men lignocellulosan är ett komplext material som är svår att bryta ner och omvandla på ett kostnadseffektivt sätt. Det beror till stor del på de starka kemiska kopplingar som finns mellan lignin och kolhydrater i materialet.  

Johan Larsbrink, docent och Scott Mazurkewich, postdok, båda på avdelningen för industriell bioteknik på Chalmers, deltar i ett forskningsprojekt som utförs i samarbete mellan ett flertal universitet där man har visat att − och hur − enzymerna glukuronoylesteraser kan bryta dessa kemiska kopplingar. 

Scott MazurkewichHur gick ni till väga och vad fick ni för resultat?

− Det handlar om en ingående studie med datormodellering, biokemi och strukturbiologi för att förstå mekanistiskt hur enzymet klipper bindningar i växtbiomassa. Resultaten visar dels vilka aminosyror i enzymet som är viktigast för att reaktionen ska ske, dels hur det hastighetsbegränsande steget är att själva enzymet ska kunna lossna från biomassan för att hitta en ny plats där det kan klippa, säger Scott Mazurkewich​.

Varför började ni titta på den här gruppen av enzymer?

−  När vi började med projektet hade väldigt lite studier gjorts på glukuronoylesteraser och särskilt saknades sådan här ingående information på atomnivå. Det har alltså handlat både om nyfikenhetsforskning för att kunna förstå hur de här enzymerna fungerar, men också att det finns viktiga tillämpningar som kan leda till minskning av användande av fossila råvaror. Att kunna använda växtbiomassa på smartare sätt för att skapa nya material är också huvudfokus inom det forskningscentrum, Wallenberg Wood Science Center​som både jag och Scott tillhör, säger Johan Larsbrink. 

Johan LarsbrinkVad innebär den här upptäckten?

Upptäckten ger en ökad förståelse för vilka faktorer som påverkar hur effektivt dessa enzymer kan verka. Kunskapen skulle kunna användas för att bestämma vilken sorts enzymer som passar bäst för nedbrytning av olika sorters biomassa, säger Johan Larsbrink


Om studien: 


Text: Susanne Nilsson Lindh
Foto (porträtt): Martina Butorac


Sidansvarig Publicerad: må 04 apr 2022.