Cellulosa är ett segt, fibröst material som finns i alla växter. Det är den mest förekommande organiska föreningen på jorden, och det är en potentiell källa till förnybar energi. Cellulosa är dock svår att bryta ner till sockerarter, vilket är nödvändigt för att det ska kunna användas som biobränsle.
Enzymer som kallas cellulaser bryter ner cellulosa till sockerarter. Men cellulaser är ofta ineffektiva, och de kan bromsas av molekylära vägspärrar. Dessa vägspärrar kan innefatta närvaron av andra molekyler, såsom lignin, som stör cellulasernas förmåga att binda till cellulosa.
Forskarna vid UC Berkeley använde en teknik som kallas röntgenkristallografi för att studera strukturen hos cellulaser i detalj. De fann att cellulaserna kunde binda till cellulosa på två olika sätt. Ett sätt var en stark, produktiv bindning som gjorde att cellulaserna kunde bryta ner cellulosan. Det andra sättet var en svag, improduktiv bindning som hindrade cellulaserna från att bryta ner cellulosan.
Forskarna fann också att den improduktiva bindningen var mer sannolikt att inträffa när det fanns andra molekyler närvarande som störde cellulasernas förmåga att binda till cellulosa. Detta tyder på att de molekylära vägspärrarna som saktar ner cellulaser orsakas av närvaron av andra molekyler.
Forskarnas fynd kan leda till nya sätt att konstruera cellulaser som är mer effektiva på att bryta ner cellulosa. Detta skulle kunna göra biobränslen mer överkomliga och hållbara.
"Våra fynd ger en ny förståelse för hur cellulaser fungerar och hur de hämmas av molekylära vägspärrar", säger ledande forskare Daniel Rokhsar. "Denna kunskap kan leda till utvecklingen av nya enzymer som är mer effektiva på att bryta ner cellulosa, vilket skulle göra biobränslen mer överkomliga och hållbara."
