华盛顿州立大学 (WSU) 和美能源部太平洋西北国家实验室 (PNNL) 的研究人员设计了一种可以消化木质素的人工酶，相关研究成果发表在Nature Communications上。
木质素存在于所有维管植物中，其在维管植物和一些藻类的支持组织中形成重要的结构材料。木质素在细胞壁的形成中是特别重要的，特别是在木材和树皮中，因为它们赋予刚性并且不容易腐烂，具疏水性。在化学上，木质素是交叉链接的酚聚合物，属于一种芳香族高分子聚合物。维管或木本植物的木质部含有大量木质素，使木质部维持极高的硬度以承拓整株植物的重量。多年来化学家们一直在尝试用木质素制造有价值的产品。
在自然界中，真菌和细菌能够用它们的酶分解木质素，这就是蘑菇覆盖的原木在森林中分解的方式。酶提供了比化学降解更环保的过程，化学降解需要高热量并且消耗的能量多于其产生的能量。然而，天然酶会随着时间的推移而降解，这使得它们难以在工业过程中使用。它们也很贵。
在目前的研究中，研究人员用称为类肽的蛋白质样分子取代了围绕天然酶活性位点的肽。然后这些类肽自组装成纳米级晶体管和薄片。
Peptoids 最初是在 1990 年代开发的，用于模拟蛋白质的功能。它们具有几个独特的功能，包括高稳定性，使科学家能够解决天然酶的缺陷。在这种情况下，它们提供了高密度的活性位点，这是用天然酶无法获得的。
正如预期的那样，这些人工酶也比天然酶更稳定和强大，因此它们可以在高达 60 摄氏度的温度下工作，这个温度会破坏天然酶。
如果新的仿生酶可以进一步改进以提高转化率，产生更多选择性产品，则具有规模化工业规模的潜力。该技术为航空生物燃料和生物基材料的可再生材料以及其他应用提供了新的途径。
这项工作由华盛顿州航空航天技术与创新联合中心资助，该计划支持工业和大学研究合作以开发航空航天工业的创新技术，并由能源部、科学办公室、基础能源办公室资助科学作为跨尺度合成科学中心的一部分，该中心是位于华盛顿大学的能源前沿研究中心。获 取 更多前沿科技 研究 进展访问：https://byteclicks.com
美国国家科学基金会 (1454575) 和农业部国家粮食和农业研究所 (2018-67009-27902) 提供了额外的支持。Peptoid 合成能力得到了 PNNL 实验室指导的研究和开发计划“材料合成和跨尺度模拟”计划的支持。
此处以纯化形式看到的木质木质素，如果可以有效地分解成有用的形式，它作为一种可再生生物燃料具有很大的前景。
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