In de VS zijn micro-organismen gevonden die cellulose kunnen afbreken in water dat bijna kookt. Hun cellulase-enzymen werken zelfs het beste als het helemaal kookt. Precies waar de bio-ethanolindustrie op zat te wachten, zo suggereert een publicatie in Nature Communications.

Het grote voordeel zou zitten in het feit dat de voorbehandelingen, die biomassa moet ondergaan om lignocellulose op te breken en cellulose vrij te maken, ook bij hoge temperatuur verlopen. Als je daarna meteen het enzym er bij kunt doen zonder eerst te koelen, kun je veel energie-efficiënter werken.

Onderzoekers van UC Berkeley deden hun ontdekking in de Great Boiling Springs, een geothermische bron bij Gerlach (Nevada). De watertemperatuur bedraagt daar 94 graden Celsius. Voor zover nu bekend gaat het niet om één soort bacterie, maar om drie hyperthermofiele Archaea (‘oerbacteriën’) die met elkaar samenwerken. Het is voor het eerst dat Archaea worden gevonden die bij zo’n hoge temperatuur optimaal gedijen; het vorige record lag op 81 graden.

Onder strikt anaerobe condities blijkt het drietal in staat om kristallijn cellulose (lees: filterpapier) of Miscanthus (olifantsgras) af te breken. Daarvoor blijkt onder meer een cellulase-enzym genaamd EBI-244 verantwoordelijk. Dit eiwit blijkt te bestaan uit 842 aminozuren en is opgedeeld in 4 domeinen, waarvan er 2 niet of nauwelijks lijken op wat er tot nu toe over cellulases bekend was.

Inmiddels is het gelukt om de genetische code voor dit enzym over te planten naar E.coli, en er voldoende van in handen te krijgen om er proefjes mee te doen. Beneden de 70 graden doet EBI-244 niets, terwijl de optimale werktemperatuur maar liefst 109 graden Celsius blijkt te zijn. Bij 111 graden gaat het kapot.

Ook in andere opzichten blijkt het enzym zeer robuust. Bij 95 graden verdraagt het pH’s van 3,5 tot 8,0. Ook blijft het actief bij zeer hoge zoutconcentraties, en zelfs in een ionische vloeistof.

bron: Berkeley