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섬유질 분해 문제없다

전문가 제언: 효소로 바이오매스를 액체연료로 전환하는 것은 지속가능한 연료 생산 중에 가장 촉망되는 방법들 중 하나다. 효율적으로 바이오매스를 발효 가능한 당으로 전환하려면 글리코사이드 가수분해효소와 부수적인 단백질의 최적 혼합물이 조화되게 작용해야 한다. Brunecky 등은 호열성 박테리아 Caldicellulosiruptor bescii가 분비한 유난히 큰 다중영역의 섬유소 분해 효소인 CelA가 효율적으로 미정질(微晶質) 섬유소를 파괴하며 바이오매스 분해에 전통적으로 사용되는 효소보다 더 우수하다고 보고하였다. 혼자서 또는 β-섬유소 분해효소와 합동으로 CelA는 상업적 바이오매스 분해에 사용하는 보통 효소보다 더 빠르게 몹시 다루기 어려운 섬유소를 분해한다. 더구나 CelA는 물리화학적으로 전-처리된 바이오매스보다는 생 바이오매스에 더 잘 작용함을 보여준다. 이 결과는 바이오매스 전-처리나 다수의 구성 효소의 참여가 불필요한 미래의 생물학적 전환기술의 전환점일지도 모른다.

식물성 바이오매스는 화학적으로 복잡하다. 섬유소는 식물 세포벽의 주요 요소로서 지구상의 모든 식물성 물질의 33%를 차지하고 있다. 섬유소는 선형 다당류로 수천 개의 포도당 분자가 함유되어 무정형이거나 매우 다루기 어려운 결정을 이루고 있다. 포도당 분자는 매우 안정된 O-글리코사이드 결합으로 서로 연결되어 있는데 이것이 섬유소 분해효소의 공격 목표가 된다. 식물성 바이오매스는 또 다른 두 가지 중합물질, 즉 반-셀룰로오스와 리그닌을 함유하고 있는데 이들은 섬유질분해효소의 천연적 장애물로 간주된다. 섬유소와 달리 반-셀룰로오스와 리그닌은 결정 구조가 없고 매우 다양하다.

저자: Alex Berlin
자료유형: 연구단신