Nowe enzymy grzybowe przynoszą korzyści dla sektora biotechnologicznego
Finansowany przez UE projekt FUNBIO ("Fungi in white biotechnology: Expression of novel lignocellulose degrading enzymes") został powołany w celu uzyskania wglądu w enzymy rozkładające lignocelulozę. Badacze wyprodukowali i scharakteryzowali nowe enzymy grzybowe rozkładające lignocelulozę i opracowali techniki ekspresji zrekombinowanego białka dla enzymów grzybów (podstawczak). Jako organizmy modelowe były wykorzystywane różne gatunki grzybów białej zgnilizny drewna, rozkładające ligninę. Do przekształcania zrębków w papier w przemyśle wytwarzającym biomasę wybrany został Physisporinus rivulosis, bardzo selektywny gatunek grzyba, rozkładający drewno miękkie. Badacze sklonowali i scharakteryzowali dwa odporne na ciepło enzymy, nazywane lakkazami. Pierwszy enzym, Lac1, wykazał aktywację termiczną w celu utleniania substratów fenolowych, zdolność zarejestrowaną wcześniej tylko u garstki lakkaz. Modele strukturalne Lac1 i Lac2 wykazały różnice w składzie aminokwasowym, które mogą wyjaśniać wyróżniające się właściwości katalityczne enzymów. Badacze stwierdzili, że wytwarzanie peroksydazy ligninowej, peroksydazy manganowej oraz lakkazy wzrasta po użyciu drewna jako źródła węgla dla sosny kalifornijskiej. Agaricus bisporus (gatunek znany powszechnie jako pieczarka dwuzarodnikowa) jest najpopularniejszym spośród dostępnych w handlu grzybów jadalnych. Ten grzyb nadaje się doskonale do uprawy na odpadach lignocelulowy z rolnictwa oraz na ściółce, dzięki zdolności rozwoju w bogatej w humus ściółce z liści. Badacze współpracujący przy projekcie FUNBIO przeprowadzili sekwencjonowanie genomu A. Bisporus i zastosowali modele komputerowe do badań enzymów biorących udział w rozkładzie ligniny. Enzymy peroksydazy hemowo-tiolowej, używane przez ten grzyb, różniły się od grzybów rozkładających drewno, co wyjaśnia zdolność rozkładu ligniny i powiązanych metabolitów z gleby. Partnerzy projektu przebadali również zapotrzebowanie na substancje odżywcze do produkcji enzymów oraz rozwoju grzybni u sześciu izolowanych naturalnych gatunków grzybów rodzaju Agaricus. Dane dotyczące transkryptomu uzyskane z bytujących w kompoście kultur A. Bisporus wykazały ważną rolę peroksydaz manganowych i oksydaz wielomiedziowych przy wzroście na lignocelulozie. Prace projektu FUNBIO będą miały istotny wpływ socjoekonomiczny, zapewnią bowiem wsparcie rozwoju biotechnologii przemysłowej w Europie. Ponadto pomogą one wykształcić i przeszkolić biotechnologów przyszłości oraz podnieść profil międzynarodowy grupy badawczej.
