Een internationaal team van onderzoekers, waaronder wetenschappers van de Universiteit van York, heeft een reeks enzymen ontdekt die in schimmels worden aangetroffen en die een van de belangrijkste componenten van hout kunnen afbreken. De enzymen kunnen nu mogelijk worden gebruikt om houtbiomassa duurzaam om te zetten in waardevolle chemische grondstoffen zoals biobrandstoffen.

Als alternatief voor kolen en olie, hout is in toenemende mate een van de meer veelbelovende bronnen van geavanceerde biobrandstoffen. Echter, ondanks zijn potentieel, het is een moeilijk materiaal om af te breken.

Huidige houtbioraffinaderijen moeten voorbehandelingsprocessen gebruiken, waardoor de omzetting van hout in brandstoffen en producten duur en energieverslindend is. In ecosystemen spelen schimmels een belangrijke rol bij het afbreken van hout binnen de koolstofcyclus, het vrijgeven van voedingsstoffen terug in de bodem. Deze eigenschap van schimmels inspireerde de onderzoekers om de mechanismen te onderzoeken die dit proces mogelijk maken.

Mede-auteur van het artikel, Professor Paul Walton van de afdeling Scheikunde van de Universiteit van York zei:"In 2010 deden we de belangrijkste ontdekking dat een groep enzymen die in schimmels wordt aangetroffen, bevatten koper - van deze enzymen is nu bekend dat ze een belangrijk onderdeel zijn van de biologische afbraak van biomassa. Dit onderzoek bouwt voort op dat werk door verdere enzymen uit deze klasse te identificeren die het vermogen hebben om de uitdagende moleculaire structuur van hout af te breken.

"Deze enzymen kunnen de ontwikkeling ondersteunen van verbeterde enzymcocktails voor bioraffinagetoepassingen waarbij hout wordt gebruikt - waardoor het op een duurzame manier kan worden omgezet in een breed scala aan waardevolle grondstoffen."

Het onderzoek, gemeld in Natuur Chemische Biologie , heeft aangetoond dat de familie van enzymen, genaamd lytische polysacharide mono-oxygenasen (LPMO's), zijn in staat xylans af te breken - koolhydraatmoleculen die vaak worden aangetroffen in houtbiomassa en die bijzonder resistent zijn tegen afbraak.

In samenwerking met Franse onderzoekers van het Le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Marseille, de onderzoekers isoleerden de enzymen uit schimmels die een vitale rol spelen in de terrestrische koolstofcyclus en de houtafbraak in bossen domineren.

Co-auteur van het artikel Gideon Davies van de afdeling Scheikunde van de Universiteit van York zei:"De bevindingen vergroten onze kennis van de manier waarop houtachtige biomassa in de natuur degradeert.

"Deze ontdekking ontsluit de belangrijkste wetenschappelijke uitdaging van hoe bioraffinaderijen hout op een milieuvriendelijke en kosteneffectieve manier kunnen omzetten in biobrandstof. brengt ons een stap dichter bij een duurzame 21e eeuw."