本日、Nature Communications誌に掲載された調査結果は、いつか廃棄物、綿、その他の有機材料を新製品に変える産業規模のリサイクルプロセスにつながる可能性があります。また、植物物質をより効率的にバイオ燃料に変換する方法を開くことができます。
「これらの酵素は、環境での炭素リサイクルを可能にするのに役立ち、それらがどのように機能するかについての知識を、リサイクル目的でより良いバージョンを設計するために使用できるかもしれません」とNIST微生物生物学者のAdam Guss氏は述べています。
炭素循環の最も重要な部分の1つは、細菌や真菌による有機物（古い葉から綿の衣服、死んだ微生物までのすべて）の分解です。この故障プロセスは、有機材料が生分解性である限り、貴重な炭素と栄養素を土壌に戻します。合成または高度に加工された有機材料は通常、うまく壊れていません。これは環境にとって大きな問題になっています。
しかし、溶解性多糖モノオキシゲナーゼ（LPMOS）として知られる特定の酵素により、一部の細菌と真菌は、それ以外の場合は消化不能な有機物の丈夫な外観を迂回させ、微生物が食物とエネルギーのために分子の内部部分を壊すことができます。
その名前が示すように、LPMOは銅や鉄などの酸素と金属イオンを使用して、葉や綿繊維の植物細胞壁の足場の一部である多糖類として知られる多糖類として知られる砂糖ベースの分子、ならびにキチンを含む菌類や昆虫の外骨格を壊します。
NIST研究は、堆肥化プロセスの一部として植物材料を分解することが知られているStreptomyces Coelicolorと呼ばれる細菌によって生成されるLPMOに焦点を当てました。細菌LPMOは、将来のバイオ燃料生産のための有望な特徴であるセルロース「バックボーン」を破壊することなく、原子レベルで多糖類を分解することができました。
他のさまざまな微生物もLPMOを生成しますが、研究者は彼らがどのように機能するかを理解し始めたばかりです。本質的に多様なLPMOについて学習されるにつれて、それらを異なる微生物に移植し、環境でうまく壊れていないプラスチックや他の最新の化合物をリサイクルするための工場を作成することが可能になるかもしれません。
「自然界では、LPMOは菌類が森林の酸性で栄養不足している土壌の葉のごみを分解するのを助けます」とGuss氏は言いました。 「私たちは、より高いpHレベルとより高い温度で最も効果的な微生物を使用して、産業プロセスのこれらの酵素の力を活用したいと考えています。そして、私たちは大規模なリサイクルについて考えることができます。そこでは、適切なLPMOでバクテリアを育てたり、有機廃棄物を供給したり、有用で貴重な製品を手に入れたり、持続可能な燃料や生物を生み出します。
