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Hintergrund
Pflanzen produzieren weltweit aus Kohlenstoffdioxid, Wasser und Sonnenenergie pro Jahr etwa hundert Milliarden Tonnen Lignocellulose, der Substanz, auf der das Strukturgerüst verholzter Pflanzen beruht. Pilze und Bakterien mineralisieren beinahe dieselbe Menge an Biomasse, um daraus Energie und Nährstoffe zu gewinnen. Besonders Pilze vermögen feste Biomasse in wasserlösliche oder gasförmige Produkte umzuwandeln. Die biochemischen Mechanismen dieser Abbauprozesse sind aber bisher zu wenig erforscht, um sie industriell anzuwenden.
Ziel
Lignocellulose ist biologisch schwer abbaubar, weil deren Bausteine, die Ligninpolymere, chemisch sehr stabil sind und weil nur dessen Oberfläche für Enzyme zugänglich ist. Wie erkennen Lignin abbauende Enzyme die Oberfläche ihres Substrats? Wie verändert sich die Aktivität dieser Enzyme, wenn sie sich an der Substratoberfläche anlagern? Können Lignin erkennende Proteindomänen diesen Enzymen zu grösserer Aktivität verhelfen? Um diese Fragen zu beantworten, konstruieren die Forschenden in diesem Projekt verschiedene künstliche Proteine und Proteinkomplexe und charakterisieren deren Lignin abbauende Aktivität.
Bedeutung
Die Erkenntnisse aus diesem Projekt sollen Lignocellulose als Quelle für organische Grundstoffe chemisch zugänglicher machen. Mit der Entwicklung geeigneter Zerlegungsmethoden wird es möglich sein, Holz als vergleichsweise günstige und nachwachsende Ressource neuen und vielfältigen Nutzungen auf industrieller Basis zuzuführen.