Enzym breekt cellulose af in stoom

In een kokend hete waterbron in Nevada (VS) leven bacteriën die een cellulose-afbrekend enzym produceren dat optimaal werkt bij 109°C.

De ontdekkers denken dat dit enzym nuttig kan zijn bij het produceren van biobrandstoffen. Het enzym breekt cellulose af tot suikers. Andere bacteriën kunnen daar alcoholen voor biobrandstof van maken. Amerikaanse onderzoekers beschreven hun vondst afgelopen dinsdag vondst in Nature Communications.

Cellulose is de belangrijkste bouwstof van planten. Voor een efficiënte productie van biobrandstoffen is de afbraak van cellulose onmisbaar. De meeste cellulose-afbrekende enzymen (cellulasen heten ze kortweg) vallen uit elkaar als de temperatuur tot 50°C stijgt; een enkele houdt het vol tot 80°C. Maar een cellulase met een werkingsoptimum boven het kookpunt van water is uniek.

Wetenschappers zijn voortdurend op zoek naar nieuwe enzymen die van pas kunnen komen in de biotechnologie. Veel industrieel belangrijke enzymen komen oorspronkelijk uit de natuur, vaak uit extreme milieus zoals heetwaterbronnen.

Het makkelijkst is het om enzymen in te zetten in bestaande industriële processen en die werken vaak bij hoge temperatuur of zuurgraad. De meeste natuurlijke enzymen zijn daar niet tegen bestand. Producenten van biobrandstoffen gebruiken nu bijvoorbeeld voor het afbreken van plantenmateriaal een enzym, afkomstig van een schimmel, dat werkt tot 50°C. Voor de afbraak van ‘moeilijker’ plantenmateriaal, zoals stugge grassen, werken biobrandstoftechnologen liever bij hogere temperatuur. Juist die stuggere gewassen, en plantaardig afval zullen in de toekomst de belofte van biobrandstoffen moeten waarmaken.

De nieuw gevonden cellulase behoort waarschijnlijk tot een tot nu toe onbekende klasse van cellulasen. Mocht dit enzym zelf niet geschikt zijn voor industriële processen, dan biedt zijn structuur in elk geval inspiratie voor het maken van nieuwe, kunstmatige enzymen, aldus de onderzoekers.