Морские микроорганизмы уходят в энергетику

Микроорганизмы, живущие в экстремальных условиях на дне моря, могут оказать неоценимую услугу человечеству, избавив его от энергетического голода.

Биотопливо можно получать разными методами. Конечный продукт, как правило - этанол, пригодный для использования в двигателях внутреннего сгорания. Этанол получают в результате ферментативной реакции моно- или дисахаридов, которые, в свою очередь, образуются при деполимеризации крахмала или целлюлозы.

Получение этанола из лигноцеллюлозы (комбинации лигнина и целлюлозы, характерной для растительных клеток в деревьях) - проблема очень сложная. Ученые из Национальной лаборатории США Sandia в Ливерморе уже второй год работают над решением этой проблемы с помощью ферментов, способных действовать в условиях кислотной среды. За основу были взяты ферменты, выделенные из микроорганизма Sulfolobus solfataricus, обитающего в кальдерах на дне моря, в условиях высокой концентрации серной кислоты и высокой температуры.

Традиционный процесс получения этанола из биомассы деревьев предполагает стадию гидролиза - кислотной обработки, в ходе которой биомасса расщепляется на целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Затем из этого раствора отделяется лигнин, и для дальнейшей обработки требуется провести реакцию нейтрализации, после чего проводится реакция деполимеризации с образованием моносахаридов.

Оказалось, что Sulfolobus solfataricus содержат фермент целлюлазу, который способен сразу провести реакцию деполимеризации в серной кислоте. Ученые из Sandia работают над поиском максимально эффективных ферментов с помощью методов генетической модификации микробов-экстремофилов, используя сложные компьютерные модели ферментов.

Процесс одностадийного превращения биомассы деревьев в этанол - дело довольно далекого будущего. Ученые Sandia предлагают коллегам из разных исследовательских организаций США и инвесторам объединить усилия в решении этой проблемы. Для этого при национальной лаборатории создается объединенный институт по биоэнергии, в работе которого смогут принять участие университеты и частные компании.

По материалам: CNews