Suggestie om kristalstructuur te slim af te zijn

Dat cellulosevezels zo enorm resistent zijn tegen de inwerking van chemicaliën en enzymen bij verschillende temperaturen, komt doordat binnen de kristallen een aantal verschillende netwerken van waterstofbruggen kunnen bestaan. Valt het ene door omstandigheden uit elkaar dan ontstaat er gewoon een ander, zo melden onderzoekers van het Los Angeles National Laboratory in het coverartikel van het nieuwste Biophysical Journal.

De onderzoekers suggereren dat het misschien wel mogelijk is om cellulose een dusdanige temperatuurbehandeling te geven dat deze ‘verdedigingslinie’ wordt doorbroken. Door H-bruggen te verbreken onder condities waarbij zich geen nieuwe knnen vormen, zou je de kristallen dusdanig moeten kunnen verzwakken dat een enzym er wél vat op krijgt. De productie van bio-ethanol uit cellulose zou er een stuk gemakkelijker door worden.

Het artikel bekijkt de zaak alleen theoretisch. Cellulose bestaat uit ketenmoleculen die in eerste instantie naast elkaar worden gelegd tot supramoleculaire velletjes. Die worden weer gestapeld tot driedimensionale kristallen waar dan weer vezels uit ontstaan.

De waterstofbruggen kunnen ‘intrachain’ zijn, dus binnen verschillende delen van één ketenmolecuul, of ‘interchain’, dus tussen twee ketens in een velletje. Volgens berekeningen kan het kristal heel soepel tussen die twee mogelijkheden switchen, wat leidt tot een buitengewone stabiliteit. Tussen de velletjes bestaan alleen zwakkere bindingen.

Volgens een persbericht van het Los Alamos-lab is hiermee ‘de code voor de binding van lignocellulose-biomassa gekraakt’. Hoe je die biomassa zélf (dus de waterstofbruggen) moet kraken, is onderwerp van verder onderzoek.

bron: Los Angeles National Laboratory