我是斜杠青年，一個(gè)熱愛自然科學(xué)的“雜食性”學(xué)者！

該發(fā)明可以轉(zhuǎn)化為化學(xué)和生物燃料生產(chǎn)中的應(yīng)用。

美國研究人員創(chuàng)造了一種可以消化木質(zhì)素的人造酶，木質(zhì)素是木材的主要成分。

美國能源部太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室研究的通訊作者兼研究員陳春龍表示：“這是我們知道的第一種天然仿生酶，可以有效地消化木質(zhì)素，以產(chǎn)生可以用作生物燃料和化學(xué)生產(chǎn)的化合物”。

木質(zhì)素是一種耐寒聚合物，存在于木本植物中，它位于細(xì)胞壁中，為植物提供堅(jiān)硬度來保持其形狀。木質(zhì)素約占木材重量的20%至35%，有助于使冰箱里的蔬菜堅(jiān)固。

木質(zhì)素是地球上第二豐富的可再生碳源。然而，與木材的其他主要成分纖維素不同，纖維素已被用于制造紙張、紡織品、建筑材料、粘合劑以及食品和藥物添加劑——木質(zhì)素已被證明難以用作能源或有用材料。它有時(shí)被用作生活煮飯或發(fā)電，并向大氣中釋放碳。

然而，這種新酶可能有助于釋放木質(zhì)素的潛力。某些細(xì)菌和真菌的酶可以分解木質(zhì)素——例如，這就是枯樹慢慢分解的方式。

不幸的是，對于化學(xué)家來說，天然細(xì)菌和真菌酶很難應(yīng)用于新的背景。這些酶的大規(guī)模生產(chǎn)成本很高，而且不是很耐用。

作者、美國華盛頓州立大學(xué)化學(xué)工程副教授肖章表示：“從微生物中以有意義的數(shù)量生產(chǎn)這些酶以供實(shí)際使用”。肖章還隸屬于太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室的一員。

“那么，一旦你孤立了它們，它們就會(huì)非常脆弱和不穩(wěn)定。但這些酶提供了一個(gè)很好的機(jī)會(huì)來激發(fā)模仿其基本設(shè)計(jì)的模型”。

酶是蛋白質(zhì)，這意味著它們由氨基酸鏈組成——稱為肽。肖章和他的同事使用稱為肽的人造蛋白質(zhì)樣分子來制造他們的人工酶。

像真正的蛋白質(zhì)一樣，肽納米材料是自組裝的，折疊成特定的結(jié)構(gòu)，賦予它們特定的分子功能。對于酶，該功能是催化特定的化學(xué)反應(yīng)——例如打破木質(zhì)素聚合物中的化學(xué)鍵。人造酶比天然蛋白質(zhì)更穩(wěn)定、更耐熱，并且可以設(shè)計(jì)為包括催化化學(xué)反應(yīng)的更活躍的位點(diǎn)，使其更有效。

在這項(xiàng)新研究中，研究人員證明，一種由肽制成的人造酶在分解木質(zhì)素方面很有希望。如果能進(jìn)一步提高其效率，它可能會(huì)有工業(yè)應(yīng)用，包括為航空生產(chǎn)可再生生物燃料。

這項(xiàng)工作確實(shí)開辟了新的機(jī)會(huì)，“在能夠使用環(huán)保方法將木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品方面，邁出了重要的一步。

了解最新前沿科學(xué)，關(guān)注我就是你最好的選擇！

拓展閱讀：

量子技術(shù)可以使電動(dòng)汽車充電的速度和加油的速度一樣快

無錯(cuò)誤量子計(jì)算機(jī)上通用操作的首次演示