Tilbake til søkeresultatene

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Degradation of lignin by bacteria

Alternativ tittel: Bakteriell nedbrytning av lignin

Tildelt: kr 7,2 mill.

I DeLignoBact skal vi lete etter bakterielle enzymer som bryter ned lignin. Lignin er en av hovedkomponentene uspiselige plantematerialer, men utnyttes i dag på en dårlig måte. Ved å bedre forstå de enzymatiske systemene som er involvert i nedbrytning av lignin i naturen, vil vi kunne utnytte lignin som en fornybar ressurs til aromatiske forbindelser. I dag er olje og gass de viktigste kildene til aromatiske forbindelser, og dette prosjektet vil derfor potensielt kunne bidra til en grønnere teknologi for fremstilling av disse forbindelsene, som igjen anvendes i en rekke produkter. Uspiselige plantematerialer består av lignocellulose, som er den fornybare ressursen vi har mest av på jorda, og er sammensatt av tre hovedkomponenter: cellulose, hemicellulose og lignin. Dagens bioraffinerier fokuserer hovedsakelig på utnyttelsen av cellulose, noe som krever en forbehandling av plantematerialet. Forbehandlingsmetoder fører til ugunstige endringer på ligninet som gjør at verdien av ligninet blir lavere, og ofte brukes ligninet kun som en forbrenningskilde i stedet for som en fornybar ressurs til aromatiske forbindelser. Det eksisterer noe kunnskap om hvordan sopp bryter ned lignin, mens bakterienes evne til å bryte ned lignin er i mye mindre grad utforsket. DeLignoBact vil derfor utforske bakterienes enzymer involvert i nedbrytning av lignin. Vi skal hente jordprøver fra ulike dybder og bruke disse til å dyrke bakterier som kan bryte ned lignin. Ved å studere bakteriene som er til stede og enzymene de bruker i nedbrytningsprosessen håper vi å identifisere enzymsystemer som er nødvendige for effektiv nedbrytning. Klarer vi det, vil resultatene kunne tas videre for design av en ligninnedbrytende enzymcocktail som vil være interessant for industrielle prosesser. Et annet mål med prosjektet er å se på samspillet mellom ligninnedbrytende enzymer og andre enzymer som er involvert i nedbrytning av de andre komponentene i lignocellulose: cellulose og hemicellulose.

Lignocellulose is the most abundant renewable resource on earth, consisting of cellulose, hemicellulose and lignin. Currently adopted biorefining processes for lignocellulosic biomass focus on production of glucose from cellulose and often involve pre-treatment processes that reduce lignin quality and increase lignin recalcitrance. The lignin-rich fractions emerging during biomass processing have low value and tend to be combusted, rather than being used as a renewable source for aromatic compounds. Development of enzyme-based technologies for better utilization of lignin as a renewable source for aromatic compounds is of great interest. This project will study lignin degradation by microbial communities in soil, with a special focus on bacteria, to unravel the enzyme systems involved during both aerobic an anaerobic growth. By taking the advantage of state-of-the-art meta-omics techniques we will get insight into how microbial communities and their enzyme systems adapt to various growth conditions with lignin as carbon source. Our approach will enable identification of novel enzymes involved in lignin degradation to an extent that cannot be achieved in classical enzyme discovery methods. The most interesting enzymes will be selected for in-depth characterization which will add knowledge to fundamental redox biology. We have an ambitious aim at designing a ligninolytic cocktail. Links between enzymes involved in lignin degradation and cellulose degradation will also be elucidated, which can be of value for industrial biorefineries aiming at optimizing processes for more efficient saccharification and utilization of the lignin fraction.

Budsjettformål:

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol