La cellulosa è una molecola di zucchero complessa composta da lunghe catene di molecole di glucosio. Per convertire la cellulosa in biocarburanti, deve prima essere scomposta in molecole di glucosio. Questo processo, noto come idrolisi della cellulosa, è tipicamente effettuato da enzimi chiamati cellulasi.
Tuttavia, la degradazione della cellulosa è spesso lenta e inefficiente a causa della presenza di ostacoli molecolari. Questi ostacoli includono la lignina, un polimero complesso che riveste la superficie delle fibre di cellulosa, e l’emicellulosa, un altro tipo di molecola di zucchero strettamente associata alla cellulosa.
Nel loro studio, i ricercatori hanno utilizzato una combinazione di tecniche sperimentali e computazionali per studiare come questi ostacoli molecolari inibiscono l'attività delle cellulasi. Hanno scoperto che la lignina e l’emicellulosa possono entrambe bloccare i siti attivi delle cellulasi, impedendo loro di legarsi e scomporre la cellulosa.
I ricercatori hanno inoltre scoperto che la presenza di lignina ed emicellulosa può anche rallentare la diffusione delle cellulasi sulla superficie della cellulosa. Ciò significa che gli enzimi impiegano più tempo per raggiungere la cellulosa e iniziare a scomporla.
I risultati di questo studio potrebbero aiutare gli scienziati a progettare cellulasi più resistenti ai blocchi molecolari. Ciò potrebbe portare a una produzione di biocarburanti più efficiente ed economicamente vantaggiosa.
"Il nostro studio fornisce una comprensione dettagliata di come i blocchi molecolari inibiscono la degradazione della cellulosa", ha affermato la ricercatrice capo Jennifer Reed, ricercatrice post-dottorato presso il Dipartimento di Chimica dell'UC Berkeley. "Queste informazioni potrebbero essere utilizzate per progettare cellulasi più efficienti nel scomporre la cellulosa per la produzione di biocarburanti."
Il gruppo di ricerca sta ora lavorando alla progettazione di nuove cellulasi più resistenti ai blocchi molecolari. Sperano che questi enzimi possano un giorno essere utilizzati per produrre biocarburanti in modo più efficiente ed economico.
