Enzymatisk nedbrytning av kitin

Forskning på enzymatiske nedbrytning av kitin har resultert i dypere forståelse av hvordan vanskelig nedbrytbare polysakkarider kan degraderes mer effektivt. Dette er viktig kunnskap for bioteknologisk industri.

Enzymatisk nedbrytning av kitin

Anne Grethe Hamre disputerer 24. juni 2015 for graden ph.d. ved NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet med avhandlingen «Thermodynamic aspects of processive enzymatic degradation of recalcitrant polysaccharides».

Kitin er et uløselig polysakkarid som finnes en rekke steder i naturen, for eksempel i sopp, insekter, edderkoppdyr og krepsdyr. De uløselige polysakkaridene kitin og cellulose er de biopolymerene (lages av levende organismer) det produseres mest av i naturen per år.

Kitinomsetningen i naturen kontrolleres av enzymatiske systemer som enten lager kitin eller bryter det ned. Nedbrytningsprosessen utføres av enzymer som kalles kitinaser og er viktig i flere biologiske prosesser, blant annet i det humane immunsystemet og som forsvarsmekanisme i lavere livsformer og planter.

Viktig for bioteknologisk industri
I de senere årene har denne prosessen også vist seg å være viktig i bioteknologisk industri i forhold til å omforme biomasse til produkter med høy verdi, noe som er spesielt viktig med tanke på en bærekraftig bioøkonomi.

Med dette som bakgrunn er det spesielt interessant å utrede hvilke enzymatiske faktorer som er viktige for effektiv nedbrytning av kitin og cellulose slik at det i fremtiden kan lages mest mulig optimale enzymblandinger.

I doktorgradsarbeidet sitt har Anne Grethe Hamre jobbet med et komplett kitinolytisk maskineri som produseres av jordbakterien Serratia marcescens. Det består blant annet av tre kitinaser og et hjelpeenzym som kalles CBP21.

Hjelpeenzym tilrettelegger nedbrytning
Dette hjelpeenzymet øker tilgjengeligheten av kitin for kitinasene ved å innføre kutt i de krystallinske polymerkjedene slik at de blir lettere tilgjengelige for nedbrytning.

Hamre har studert grunnleggende faktorer som er viktige for den katalytiske mekanismen, samt hvordan enzymene og kitinet påvirker hverandre. Hun har bestemt ulike kinetiske og termodynamiske parametere i nedbrytningsprosessen og vist at det er en sammenheng mellom bindingsaffinitet og en prosessiv mekanisme.

Det siste betyr at det er en sammenheng mellom hvor sterkt enzymene binder seg til kitinet og en prosessiv mekanisme hvor enzym og substrat er bundet til hverandre mellom hver katalyse. Dess sterkere binding, dess mer prosessiv.

 

Published 16. juni 2015 - 13:31 - Updated 23. mai 2017 - 19:20