Журнал термодинамики и катализа
Открытый доступ
ISSN: 2157-7544
ISSN: 2157-7544
Юко Икеда, Арчана Парашар, Майкл Че, Дэвид Си Бресслер
Иммобилизация ферментов является перспективным подходом к снижению стоимости ферментов в биоочистке на основе лигноцеллюлозы. В этой статье описывается возможность повторного использования иммобилизованных целлюлаз и изучается гидролиз различных компонентов лигноцеллюлозы и промышленной лигноцеллюлозной биомассы при использовании иммобилизованных целлюлаз. Две различные коммерческие целлюлазы, ранее обозначенные как целлюлазы 1 (C1) и целлюлазы 2 (C2), были отдельно иммобилизованы на непористом (S1) и пористом (S2) кремнеземе. Иммобилизация ферментов была достигнута с помощью простого, дешевого и безопасного метода абсорбции, который поддерживает высокие выходы гидролиза за счет создания среды, подобной целлюлосоме. Здесь мы показываем, что все иммобилизованные целлюлазы можно повторно использовать в течение как минимум 4 циклов, сохраняя при этом ≥ 50% их активности. Фактически, системы, содержащие иммобилизованный C1, показали >40% активности в 6-м цикле, независимо от используемого кремнезема. Мы получили относительно высокую сохраненную активность ферментов, когда наши иммобилизованные целлюлазы использовались для гидролиза целлофановой бумаги (60%–78%), набухшей в фосфорной кислоте целлюлозы (72%–79%), распространенного компонента гемицеллюлозы (ксилана; 62%–84%), парового взрыва тополя (41%–62%) и отходов офисной бумаги (34%–48%). Таким образом, иммобилизованные целлюлазные системы, использованные в этом исследовании, могут быть промышленно осуществимы, поскольку их можно использовать повторно, сохраняя при этом относительно высокий уровень активности ферментов. Важно, что мы также показываем, что наши иммобилизованные целлюлазные системы могут применяться не только к модельным субстратам, но и к промышленно производимой лигноцеллюлозной биомассе.