Хорошо известно, что свет стимулирует распад растительного материала и другой биомассы в природе, но до сих пор не было ясно, как именно. Недавно исследователи из NMBU нашли возможные объяснения. Их последние результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.

В своей новой работе исследователи описывают, как свет активирует лигнин, который является важным компонентом почти всех растительных материалов. Активация лигнина приводит к выработке вещества перекиси водорода, которая необходима многим ферментам для расщепления различных компонентов растительных материалов. Таким образом, лигнин действует как своего рода "солнечная батарея", которая вырабатывает то, что необходимо ферментам для расщепления биомассы.

Одним из видов ферментов, нуждающихся в перекиси водорода, являются так называемые "литические полисахаридные монооксигеназы", или LPMO, которые были открыты в NMBU и теперь используются во всем мире для расщепления и извлечения пользы из трудноразлагаемых растительных материалов, которые в противном случае были бы потеряны.

Новое исследование показывает, что, помимо прочего, именно количество света определяет, сколько перекиси водорода доступно для LPMO, что, в свою очередь, контролирует скорость расщепления биомассы.
Сложные вопросы

Изучать лигнин и процессы, которые запускает солнечный свет, непросто. Чтобы разобраться в этом, многие исследователи внесли свой вклад.

"Мы плодотворно сотрудничали с химиками из KBM и SINTEF и, не в последнюю очередь, с экспертами ЯМР из NTNU, чтобы выяснить, что на самом деле происходит с лигнином, когда он подвергается воздействию света. Это сотрудничество, и особенно исследования ЯМР, проведенные Финном Аахманном и его командой в NTNU, позволили понять, что происходит на самом деле", - говорит руководитель проекта Винсент Эйсинк.

"То, что свет может заставить лигнин начать ферментные реакции, просто восхитительно", - говорит Свейн Хорн, руководитель группы по технологии биопроцессов и биопереработки (BioRefining) в КБМ и один из авторов статьи.

"С этим новым пониманием мы должны учитывать, как свет влияет на ферменты, которые мы используем для расщепления биомассы, при разработке процессов биопереработки в НМБУ", - добавляет он.

"Эта работа не только расширяет наше понимание того, как биомасса разлагается в природе, но и указывает на новые возможности для валоризации лигнина", - говорит Эйрик Коммедал, первый автор статьи.