PNAS | 英国约克大学利用多组学方法揭示真菌新的植物细胞壁降解酶活性！
木质纤维素中的光合作用固碳在地球表面上大量产生。大量的农作物残余木质纤维素使其成为可再生的低碳燃料和化学品生产中原油的诱人替代品。然而，木质纤维素的有效利用仍然是一个挑战，因为用于发酵的糖的提取需要大量的物理化学预处理和高负荷的酶混合物。木质纤维素不能降解的关键因素是木质素，木质素是包裹纤维素和半纤维素多糖的异质疏水芳香族聚合物，阻止了酶的可及性并阻碍了纤维素酶的活性（Molecular Biology and Evolution | 研究揭示植物生物质降解真菌的生活方式演变！PNAS | 美国国家可再生能源实验室突破性研究揭示白腐真菌在植物木质素碳固存中的价值！）。
木质素通常在高等植物的次生细胞壁中通过差异化的甲氧基化羟基肉桂醇、芥子醇、松柏醇和对香豆醇的苯氧基-自由基偶联合成，分别在β-醚、联苯醚、苯基香豆素、螺二酮、联苯和树脂醇单元中产生β-O-4、4-O-5、β-5、β-1、5-5和β-β单元间键。小麦黄素是一种O-甲基化的黄酮，由于其抗氧化和抗菌特性而被认为具有药物开发潜力，其功能范围从抗肿瘤活性到潜在的糖尿病抑制。最近，小麦黄素被认为为来自单子叶植物（包括小麦，水稻和蔗糖）的木质素结构的一部分。迄今为止，小麦黄素仅通过4–O–β键结合到木质素结构中，起因于黄酮在4'–O位置与单木酚在其β位置的自由基偶联。因此，据报道在单子叶植物中，这是潜在的成核点，在该点上木质素开始将小麦黄素定位在木质素大分子的（起始）末端。使用适合木质纤维素生物精炼概念的方法，从单子叶植物中选择性提取小麦黄素，其中包括大部分农业生物质，可能会在某种程度上降低第二代的生物燃料生产成本。
近日，国际权威学术期刊PNAS发表了英国约克大学Neil C. Bruce教授团队的最新相关研究成果，题为A multi-omics approach to lignocellulolytic enzyme discovery reveals a new ligninase activity from Parascedosporium putredinis NO1的研究论文。
木质纤维素是植物细胞的结构成分，是一种主要的农业副产品，也是地球上生物聚合物最丰富的陆地来源。木质纤维素的复杂性和不溶性限制了其向增值商品的转化，目前有效的转化需要昂贵的预处理和高负荷的酶。本研究报道了一种来自Parascedosporium属的真菌，该真菌是从小麦秸秆堆肥群落中分离出来的，当在木质纤维素底物上生长时，该真菌会分泌大量多样的碳水化合物活性酶（CAZymes）。本文描述了一种氧化酶活性，该酶可裂解木质素中的主要β-醚单元，从而从单子叶植物木质素中释放出类黄酮，并增强多糖酶混合物对木质纤维素的消化。结果表明，该酶具有在生物精炼行业的潜力，广泛分布在粪壳菌纲中降解木质纤维素的真菌之间。
图2. 葡萄糖与麦秸条件下contigs表达的变化
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