Un enzima artificiale, progettato e sintetizzato in laboratorio, ha digerito la lignina. Si tratta di un polimero che aiuta le piante legnose a mantenere la loro forma e accumulare grandi potenziali di energia rinnovabile. Questo studio è stato effettuato da un gruppo di ricerca della Washington State University e del Pacific Northwest National Laboratory (USA).
Gli esperti hanno provato per un secolo ad usare la lignina come fonte rinnovabile, ma non ci sono mai riusciti. Anche se si tratta della seconda fonte di carbonio rinnovabile più presente sulla Terra, viene spesso usata come fonte di carburante.
Infatti, nel momento in cui avviene la combustione del legno, esso rilascia carbonio nell’atmosfera, senza essere catturato o usato per altri scopi. Oltre a ciò, il processo che avviene è molto inquinante.
Fonte: Nature Communication
Lignina, la nuova scoperta che la impiega come fonte rinnovabile
Funghi e batteri sono capaci di scomporre la lignina con il loro enzimi, in questo modo un tronco coperto di funghi si decompone nella foresta. Di fatto, gli enzimi forniscono un processo che rispetta di più l’ambiente messo a confronto con la degradazione chimica, la quale richiede più calore ed energia.
Nonostante ciò, gli enzimi naturali si degradano col passare degli anni, così da renderli inutilizzabili e costosi. Tuttavia, il loro funzionamento è stato appreso di più nel corso degli anni, così da riuscire ad imitarli e sintetizzarli in laboratorio.
Gli scienziati, inoltre, hanno sostituito i peptidi che circondano il sito attivo degli enzimi naturali con molecole simili a proteine. Le suddette si chiamano peptoidi, che si sono successivamente auto-assemblate in tubi e lastre cristalline su scala nanometrica.
Fonte: Nature Communication
Lo sviluppo dei peptoidi è avvenuto per la prima volta negli anni ’90 per riuscire ad emulare la funzione delle proteine e le loro caratteristiche peculiari. Tra queste, l’elevata stabilità, capace di affrontare la carenza di enzimi naturali. Inoltre, offrono un’alta densità di punti dove far avvenire la reazione desiderata, come la decomposizione della lignina.
Questi enzimi artificiali sono ovviamente migliorati, quindi più stabili e robusti rispetto a quelli naturali, capaci anche di rimanere attivi a temperature elevate come i 60 gradi Celsius che normalmente li distruggerebbe.
“Questo è il primo enzima biomimetico che sappiamo può digerire in modo efficiente la lignina per produrre composti che possono essere utilizzati come biocarburanti e per la produzione chimica”, afferma Chun-Long Chen, coautore del lavoro.
“Questo lavoro apre davvero nuove opportunità ed è un significativo passo avanti per poter convertire la lignina in prodotti con valore aggiunto utilizzando un approccio rispettoso dell’ambiente” conclude.