Conjugaat van ferulaat (boven) en monolignol; de esterbinding zit rechtsboven.

Met een gen dat codeert voor chemisch instabiele lignine-monomeren kun je hout kweken dat degelijk en toch gemakkelijk verteerbaar is. Optimaal dus voor biomassa-plantages, beweren John Ralph en collega’s van de University of Wisconsin-Madison in Science.

Ze maken handig gebruik van het feit dat planten hun lignine opbouwen uit alle monomeren die er voor beschikbaar zijn, via een puur chemische polymerisatiereactie die spontaan verloopt zonder dat er een enzym aan te pas komt. De genetische regeling zit in de verhouding waarin die monomeren worden aangeleverd; de productie dáárvan is immers wél een enzymatisch proces.

Kun je dus de plant zo ver krijgen dat hij een extra monomeer inbouwt dat veel gemakkelijker chemisch doormidden is te knippen dan de natuurlijke monomeren, dan moet je dus lignine kunnen creëren die vol zwakke plekken zit.

Ralph gebruikte hiervoor een monolignol-ferulaattransferasegen dat zijn groep na lang zoeken aantrof in Angelica sinensis, een geneeskrachtige plant uit China. Dat gen levert een enzym op dat monolignol-ferulaatconjugaten maakt. Ze lijken sterk op een dimeer van het gewone monolignol, maar in het midden zit een esterbinding die in een alkalisch milieu heel gemakkelijk kapot gaat. Dus ook tijdens de loogbehandeling die nu al wordt gebruikt als voorbehandeling om houtpulp geschikt te maken voor fermentatie.

Het is uitgeprobeerd met populieren. Voor zover de auteurs hebben kunnen vaststellen, ging de mechanische sterkte er door de modificatie niet op achteruit. Maar het kostte inderdaad minder moeite (en loog) dan normaal om de suikers vrij te maken uit de houtpulp. De auteurs concluderen daaruit dat de conjugaten inderdaad in de ‘backbone’ van het lignine worden ingebouwd en er niet als losse zijgroepen aan blijven kleven.

Het is een heel andere benadering dan bijvoorbeeld de Vlaamse, die toewerkt naar bomen met minder lignine. Welke van de twee commercieel het meest aantrekkelijk is, zal nog moeten blijken.

bron: C&EN, Science.

Onderwerpen