Lignin-abbaubare Enzyme

Ein Hauptziel der grünen Biotechnologie ist es, unsere Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen zu verringern und die Verwendung erneuerbarer Materialien zu erhöhen. Dafür stellt Lignocellulose, die aus Zellulose, Hemizellulose und Lignin besteht, das vielversprechendste Rohmaterial dar. Letzteres ist ein komplexes aromatisches Heteropolymer, das durch radikale Polymerisation von Guaiacyl-, Syringyl- und p-hydroxyphenyl-Einheiten gebildet wird, die durch β-Aryl-Ether-Bindungen, Biphenyl-Bindungen und heterocyclische Bindungen verknüpft sind. Dementsprechend scheint Lignin eine potenziell wertvolle erneuerbare aromatische Chemikalie zu sein und stellt somit einen Hauptpfeiler in zukünftigen Bio-Raffinerien dar. Der Widerstand von Lignin gegen Abbau ist das Hauptengpass in diesem Prozess, obwohl eine Vielzahl von Bruchfäulepilzen sowie Bakterien berichtet wurde, die Lignin durch verschiedene Enzyme und katabolische Wege abbauen. Hier haben jüngste Untersuchungen das Spektrum der natürlichen Biokatalysatoren, die an der Ligninabbaure/Modifikation beteiligt sind, erweitert und es wurden bedeutende Fortschritte im Bereich der Enzymtechnik und rekombinanten Expression erzielt. Der vorliegende Überblick konzentriert sich hauptsächlich auf aktuelle Trends in der ligninolytischen grünen Biotechnologie, um die potenzielle (industrielle) Anwendung von ligninolytischen Enzymen vorzuschlagen. Zukünftige Perspektiven könnten Synergien zwischen natürlichen Enzymen aus verschiedenen Quellen (sowie denen, die durch Proteinengineering gewonnen werden) und anderen Vorbehandlungsmethoden umfassen, die für optimale Ergebnisse in enzymatischen, umweltfreundlichen Technologien erforderlich sein könnten.