Nature新闻：破壁新机制

　　

纳米级成像技术揭示出细菌和真菌的酶采用了不同的机制来解构植物的细胞壁，这一发现将有助于提高从生物质中提取液态生物燃料的效率。

生物通报道：越来越多的植物被用于乙醇及其它液态生物燃料的生产，但是植物细胞壁中的糖质成分是经济有效生产生物燃料的一个主要“拦路虎”，而近期的一组研究人员利用显微成像方法，深入解析了生物质细胞壁和酶消化能力之间的关联，这一突破将有助于优化糖生产，以及降低生物燃料的成本。

了解生物质结构的典型方法就是分离开所有的单个元件，从而进行分析，但这种方法存在一个问题，那就是你不知道所有的元件来自哪里，这样会失去结构的完整性。这会造成极大的损失，因为要了解酶如何消化植物，首先要知道细胞壁内所有一切存在于哪儿，因此研究人员没有选择这样的化学解析方法。

在这项研究中，研究人员采用了实时成像的方法，这令他们能评估生物质水解中，去除木质素造成的影响，并且能以纳米尺度分析细胞壁结构的变化。而且研究人员还可以观测到这些变化对酶消化植物细胞壁速度的影响，比较不同生物的酶消化细胞壁的速率。

研究小组分析了两个酶系统：一个来自真菌，另一个来自细菌，这两者都能作为生物催化剂，催化生成糖的中间产物，用于生产生物燃料。结果他们发现由真菌产生的分解纤维素的酶，比由细菌所产生的多酶复合物，能更有效地分解用于生产生物燃料的纤维素。

研究人员发现粘性聚芳香族植物中的非糖木质素能干扰酶作用，阻止其接近细胞壁中的多糖，而后者正是酶和这一行业所需的物质。因此他们得出结论，认为理想的前期处理应该集中在去除木质素，从而能令细胞壁中的结构多糖保持完整性，创造一个相对宽松多孔的天然结构，方便酶的作用。之前则认为预处理应该去除一些海绵状碳水化合物，生成一些更紧密，难以解析的结构。

（纤维素酶降解纤维素）

原文摘要：

Microbiology: Break down the walls

Plants are increasingly being used as raw materials in the production of ethanol and other liquid biofuels. But the poor accessibility of sugars embedded in plant cell walls — known as recalcitrance — is a major barrier to economically viable implementation of these technologies1. Although recalcitrance is an inherent property of plant cell walls, different microorganisms use different enzymes to degrade the walls, and a lack of understanding of these interactions has limited the design of plants that have reduced recalcitrance. Writing in Science, Ding et al.2 employ state-of-the-art microscopy techniques to show, at nanometre resolution, plant cell walls being degraded through distinct mechanisms by bacteria and fungi.