La celulosa es una molécula de azúcar compleja que está compuesta por largas cadenas de moléculas de glucosa. Para convertir la celulosa en biocombustibles, primero debe descomponerse en moléculas de glucosa. Este proceso, conocido como hidrólisis de la celulosa, normalmente lo llevan a cabo unas enzimas llamadas celulasas.
Sin embargo, la descomposición de la celulosa suele ser lenta e ineficiente debido a la presencia de obstáculos moleculares. Estos obstáculos incluyen la lignina, un polímero complejo que recubre la superficie de las fibras de celulosa, y la hemicelulosa, otro tipo de molécula de azúcar estrechamente asociada con la celulosa.
En su estudio, los investigadores utilizaron una combinación de técnicas experimentales y computacionales para investigar cómo estos obstáculos moleculares inhiben la actividad de las celulasas. Descubrieron que la lignina y la hemicelulosa pueden bloquear los sitios activos de las celulasas, impidiendo que se unan a la celulosa y la descompongan.
Los investigadores también descubrieron que la presencia de lignina y hemicelulosa también puede ralentizar la difusión de las celulasas a la superficie de la celulosa. Esto significa que las enzimas tardan más en llegar a la celulosa y comenzar a descomponerla.
Los hallazgos de este estudio podrían ayudar a los científicos a diseñar celulasas que sean más resistentes a los obstáculos moleculares. Esto podría conducir a una producción de biocombustibles más eficiente y rentable.
"Nuestro estudio proporciona una comprensión detallada de cómo los obstáculos moleculares inhiben la descomposición de la celulosa", dijo la investigadora principal Jennifer Reed, investigadora postdoctoral en el Departamento de Química de UC Berkeley. "Esta información podría utilizarse para diseñar celulasas que sean más eficientes a la hora de descomponer la celulosa para la producción de biocombustibles".
El equipo de investigación está trabajando ahora en el diseño de nuevas celulasas que sean más resistentes a los obstáculos moleculares. Esperan que algún día estas enzimas puedan usarse para producir biocombustibles de manera más eficiente y rentable.
