Denne uken publiseres artikkelen

”Costs and benefits of processivity in enzymatic degradation of recalcitrant polysaccharides” med forfattere:

Svein J. Horn, Pawel Sikorski, Jannicke B. Cederkvist, Gustav Vaaje-Kolstad, Morten Sørlie, Bjørnar Synstad, Gert Vriend, Kjell M. Vårum and Vincent G.H. Eijsink

i det prestisjefylte Amerikanske tidskriftet PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0608909103v1) Det er ikke første gangen PEP gruppen publiserer om sin forskning på kitin-nedbrytende enzymer i en såpass bra journal, men det som er spesielt i dette tilfelle er at artikkelen kobler denne forskningen til det svært aktuelle bioetanol feltet. For å produsere bioetanol trenger man enzymer som omdanner den polymere biomassen i f eks trevirke til fermenterbare sukkere, og dette er ikke lett å få til. Derfor jobber mange store enzymprodusenter med utvikling av mer effektive enzymer til dette formålet. Det finnes mange paralleller mellom en av de viktigste sukkerpolymerer i trevirke, cellulose, og kitin, som er en nesten like uløselig og ”stiv” polymer som finnes i f eks insekt- og rekeskall. Den nye artikkelen viser at og hvorfor såkalte ”prosessive” enzymer ikke nødvendigvis er de mest effektive til å bryte ned cellulose eller kitin. Siden mange produsenter av enzymer for nedbryting av trevirke og annen biomasse i dag satser på nettopp disse ”prosessive” enzymer kan de nye funnene få store konsekvenser. Artikkelen kommer i tillegg til en høyprofilert artikkel fra 2005 om et ”hjelpeprotein” i kitinnedbryting (Gustav Vaaje-Kolstad et al., J. Biol. Chem. 280:28492-28497.). Sammen viser disse artiklene nye veier mot mer effektiv enzymatisk bearbeiding av biomasse. Den nye artikkelen er et resultat av et fruktbart samarbeid mellom IKBMs forskere og spesialister på biopolymer kjemi ved NTNU. Hele åtte av artikkelens ni forfattere er fra Norge, hvorav to fra NTNU og seks fra IKBM. Førsteforfatter, Svein Horn, jobber som forsker i PEP gruppen.

Bildet viser et kitinase-enzym (A) og hvordan dette enzymet binder til sitt subtstrat (B, C; substratet er gult og rødt). Artikkelen viser at endring av aminosyrene Trp97 og Trp220 på enzymet gjør enzymet mye MINDRE prossessivt og mye MER aktivt mot noen substrater. Dette funnet tyder på at man burde satse på andre og nye typer enzymatisk prosessteknologi for å få til effektiv nedbryting av uløselig sukkerholdig biomasse, som f eks kitin i rekeskall eller cellulose i trevirke. Se også pep.umb.no.