La celulosa 1,4-β-celobiosidasa ( EC 3.2.1.91, exo-celobiohidrolasa, β-1,4-glucano celobiohidrolasa, β-1,4-glucano celobiosilhidrolasa, 1,4-β-glucano celobiosidasa, exoglucanasa, avicelasa, CBH 1, C1 celulasa, celobiohidrolasa I, celobiohidrolasa, exo-β-1,4-glucano celobiohidrolasa, 1,4-β- D -glucano celobiohidrolasa, celobiosidasa) es una enzima de interés por su capacidad de convertir la celulosa en productos químicos útiles, en particular etanol celulósico .
El principal impedimento tecnológico para la utilización generalizada de la celulosa como combustible sigue siendo la falta de tecnologías de bajo coste para convertirla. [1] Una solución es el uso de organismos capaces de realizar esta conversión. [1] El desarrollo de dichos organismos, como Saccharomyces cerevisiae , que es capaz de secretar altos niveles de celobiohidrolasas, ya está en marcha. [1] Las celobiohidrolasas son exoglucanasas derivadas de hongos.
El nombre sistemático es 4-β- D -glucano celobiohidrolasa (extremo no reductor). [2] [3] [4] [5]
Esta enzima cataliza la hidrólisis de los enlaces (1→4)-β- D -glucosídicos en la celulosa y la celotetraosa , liberando celobiosa de los extremos no reductores de las cadenas.
La CBH1 de la levadura, por ejemplo, está compuesta por un sitio de unión de carbohidratos, una región de enlace y un dominio catalítico. [6] Una vez que la cadena de celulosa está unida, se ensarta a través de un sitio activo en forma de túnel donde la celulosa se descompone en segmentos de dos azúcares llamados celobiosa. [6] [7] La estructura de la enzima se puede ver en la primera figura. La segunda figura muestra la actividad de la enzima y muestra tanto la unión de la celulosa a la enzima, como el producto de este paso, la celobiosa. La investigación sugiere, sin embargo, que la actividad de la CBH1 es muy fuertemente inhibida por el producto, la celobiosa. La determinación de una enzima que no sea tan fuertemente inhibida por el producto o encontrar una manera de eliminar la celobiosa del entorno de la enzima son solo otros ejemplos de los muchos desafíos que enfrenta el uso de estas enzimas para la creación de biocombustibles. [8]
Después del paso anterior, el proceso para crear etanol es el siguiente: [9] 3. Separación de azúcares de otros materiales vegetales. 4. Fermentación microbiana de la solución de azúcar para crear alcohol. 5. Destilación para purificar los productos y producir aproximadamente un 9 % de alcohol puro. 6. Purificación adicional para llevar la pureza del etanol a aproximadamente un 99,5 %.
También se han realizado algunas mejoras notables en este ámbito. Por ejemplo, se ha desarrollado una cepa de levadura capaz de producir su propia enzima digestiva de celulosa, lo que permitiría que la degradación de la celulosa y los pasos de fermentación pudieran realizarse al mismo tiempo. [10] Este es un avance importante en el sentido de que hace más factibles las aplicaciones industriales a gran escala.
