Clostridium thermocellum

Kép forrása: 
http://www.jgi.doe.gov/education/bioenergy/Clostridium_thermocellum.jpg
Leírás szerzője: 
Dudás Katalin Mária

 

Rendszertani besorolása:

  • Ország: Baktérium (Bacteria)
  • Törzs: Firmicutes
  • Osztály: Clostridia
  • Rend: Clostridiales
  • Család: Clostridiaceae
  • Nemzetség: Clostridium
  • Faj: C. thermocellum

A jövő potenciális bio-etanol forrása:

Clostridium thermocellum egy anaerob, termofil baktérium, ami két képességet is összekapcsolva képes a cellulózt etanollá alakítani. Ez lehetőséget nyújt szabályozott biogáz termelésre.

A növényi sejtfal fő összetevője a cellulóz, amely rendkívül rugalmas rostjait cukor molekulák alkotják. A tudósok a talaj vizsgálata során fedezték fel a Clostridium thermocellum-ban rejlő lehetőségeket. Több mint 70 speciális enzimje a növényi sejtfal különböző részeit hatékonyan le tudja bontani. Ezt a lebontó enzimrendszert cellulosome-nak nevezik, amely a baktérium hatalmas extracelluláris celluláz rendszere, ez közel 20 katalitikus alegységből áll. Ez a rendszer jelentősen eltér a gombák celluláz rendszereitől, mivel magas aktivitásuknak köszönhetően képes a cellulóz kristályokat teljesen vízoldhatóvá tenni.

Cellulosome elektronmikroszkópos képe. A Clostridium thermocellum sejtek felületén lévő cellusome aggregátumokat a nyilak jelzik (A). A Clostridium papyrosolvens egyedi cellusome nagyítása (B). A cellusome és a cellulóz kapcsolódása (C).

Cellulosome elektronmikroszkópos felvétele.

(A) A Clostridium thermocellum felületén cellulosome aggregátumait a nyilak mutatják.

(B) A Clostridium papyrosolvens-ról nagyítás, amely egy egyedi cellulosome.

(C) A cellulosome és a cellulóz kapcsolódása.


A baktérium enzimjeinek széles skálája teszi lehetővé, hogy gyakorlatilag bármilyen környezetben sikeresen lebontsa a cellulózt. A kutatók most próbálják meghatározni azt az ideális enzim kombinációt, amely lehetővé teszi a baktérium ipari hasznosítását bio-etanol előállítására. Azonban a gyakorlati alkalmazhatóságnak van néhány akadálya, mint az alacsony etanol-hozam az egyéb fragmentumok keletkezése miatt (acetát, formiát, tejsav).

A kutatók egy csoportja úgy gondolja, hogy az bio-etanol termelése irányíthatóvá tehető, a melléktermékek mennyisége pedig csökkenthető, azaz egy biogáz termelésre hatékonyan hasznosítható új megújuló energiaforrásra bukkantak.