Tselluloosi rühm
Teadustöö
Taimede rakukestade põhiline komponent tselluloos ja koorikloomade välisskeleti põhikomponent kitiin on kaks polüsahhariidi, mis on looduses kõige enam levinud. Nad kätkevad endas tohutu orgaanilise süsiniku tagavara, mille kasutuselevõtt oleks paljulubavaks roheliseks alternatiiviks tarbekaupade ja mootorikütuste tootmisel. Tselluloosi ja kitiini laialdast kasutamist tööstustoorainena pärsib aga nende kristallilisest struktuurist tulenev tõrksus nii keemilise kui ka ensümaatilise lagundamise suhtes. Looduses on tõrksate polüsahhariidide lagundamises võtmekohal protsessiivsed glükosiid-hüdrolaasid. Meie töörühm keskendubki protsessiivsete glükosiid-hüdrolaaside ensüümkineetika uuringutele. Tahame teada, milline etapp võiks olla kogureaktsiooni jaoks kiirust piiravaks. Selleks töötame välja meetodeid erinevate etappide - (i) seostumine kristallilise substraadiga, (ii) ensüümi komplekseerumine polümeeriahelaga, (iii) ahela protsessiivne hüdrolüüs ja (iv) dissotsieerumine - läbimise kiiruse määramiseks. Otsime ka seoseid erinevate etappide läbimise efektiivsuse ja ensüümi ning substraadi struktuuri vahel.
Nendele fundamentaalsetele uuringutele püüame and praktilisema väljundi osaledes koostöös erinevate teadlastega teistest riikidest teise põlvkonna biokütuse tootmise arendamise protsessis. Osaleme tööstuslikus mõttes efektiivsemate tsellulaaside ja kitinaaside väjatöötamises. Meie rolliks siin on koostööpartnerite poolt tehtud erinevate mutantsete tsellulaaside ja kitinaaside ensümaatiliste omaduste kirjeldamine meie poolt väljatöötatud meetoditega.
Projektid
Ensüümide protsessiivsuse roll tõrksate polüsahhariidide lagundamises
See on Norra-Eest Teaduskoostöö Programmi raames finantseeritud projekst, mis keskendub kitinaaside ja tsellulaaside toimimise põhimõtete välja selgitamisele ja seda molekulaarse tasandi detailsuses. Selle koostöö aluseks on meie töörühma pikaajaline kogemus tsellulaaside toimimise uurimisel koos meie poolt välja arendatud unikaalsete uurimismeetoditega ühest küljest ja Dr. Sørlie uurimisrühma Norra Maaülikoolist pikaajaline kogemus kitinaaside ehituse ja toimimise uurimisega koos seal paikneva unikaalse kitinaaside kollektsiooniga teisest küljest. Tulenevalt tselluloosi ja kitiini molekulaarse ehituse sarnasusest saab öelda, et ühe uurimisest saadud õppetunnid on rakendatavad ka teisele ja vastupidi. Me loodame, et meie ühendatud jõupingutus viib meid sammukese lähemale tselluloosi ja kitiini lagundamise mõistmisele ja seega neid sisaldavate arvukate jääkproduktide senisest paremale kasutamisele.
https://sisu.ut.ee/emp171/
Teadmistepõhine tsellulaaside insenergeneetiline modifitseerimine paremaks biomassi suhkrustamiseks
See on ühisprojekt Dr. Peter Westh´ga Roskilde Ülikoolist Taanist. Selle projekti käigus on plaanis välja töötada erinevad tsellulaaside mutandid, mis oleksid optimeeritud tööstuslikule kasutamisele teise põlvkonna bioetanooli tootmises.
Tsellulaaside inhibiitorid
Teise põlvkonna bioetanooli tootmine lignotselluloossest biomassist koosneb kolmest etapist: eeltöötlus, suhkrustamine ja fermenteerimine. Üks kõige paremaid lignotselluloosi eeltöötluse meetodeid on hüdrotermaalne eeltöötlus. Kahjuks võivad selle käigus moodustuda ained, mis inhibeerivad suhkrustamise etapis kasutatavaid ensüüme, aga ka mikroorganisme, mida on vaja fermentatsiooni etapis. Me isoleerisime hüdrotermaalselt eeltöödeldud nisuõlgede massist tugevad tsellulooside inhibiitorid. Inhibiitoriteks on oligosahhariidide segud, mis koosnevad glüko- ja ksülooligosahhariididest. Nüüd püüame me puhastada inhibiitorite erinevaid komponente homogeensuseni ja samuti kirjeldada ensüüm-inhibiitor kompleksi kristallstruktuuri.
Inimesed
Priit Väljamäe, dotsent, Ph. D., priit.valjamae [ät] ut.ee, +3727375823
Silja Kuusk, teadur, Ph. D., silja.kuusk [ät] ut.ee, +3727375823
Jürgen Jalak, lektor, M. Sc., jyrgen.jalak [ät] ut.ee
Mihhail Kurašin. doktorant, mihhail.kurashin [ät] ut.ee
Riin Kont, doktorant, riin.kont [ät] ut.ee
Ragnar Sepp, magistrant
Maarja, üliõpilane