白蟻體內(nèi)一種酶可將木材化為糖

白蟻能大量吞吃木頭，給家具帶來(lái)災(zāi)難性破壞，但美國(guó)普渡大學(xué)和佛羅里達(dá)大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，它們的這種能力也可能為汽車帶來(lái)清潔燃料。據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月5日?qǐng)?bào)道，研究人員在白蟻消化道發(fā)現(xiàn)了一種可把木頭分解成糖的混合酶，有助于克服目前將木材轉(zhuǎn)化為生物燃料過(guò)程中存在的障礙。

植物中的木質(zhì)素是木材分解成糖的zui大障礙，而糖是生產(chǎn)生物燃料的基本成分。木質(zhì)素是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的zui堅(jiān)硬的部分，封鎖了生物質(zhì)中的糖。“我們發(fā)現(xiàn)白蟻腸消耗系統(tǒng)中有一種混合酶，能把木頭分解成糖。”領(lǐng)導(dǎo)該研究的弗羅里達(dá)大學(xué)昆蟲與線蟲學(xué)系麥克·斯卡福說(shuō)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，不僅白蟻?zhàn)陨硐滥墚a(chǎn)生分解木材的酶，在白蟻腸道中還有一種微小的共生生物（一種原生動(dòng)物），也能產(chǎn)生某種酶，協(xié)同幫助白蟻消化木材。他們分離出了白蟻的腸道，并把樣本分成含有共生生物和不含共生生物的，分別放在鋸末上，然后對(duì)二者的產(chǎn)糖量進(jìn)行了檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，有3種功能不同的酶，能分解不同生物質(zhì)，其中兩種能釋放葡萄糖和戊糖，另一種能分解木質(zhì)素。

斯卡福說(shuō)：“長(zhǎng)期以來(lái)，人們認(rèn)為共生生物僅僅是幫助消化，其實(shí)共生的功能還有很多。我們的實(shí)驗(yàn)證明，宿主產(chǎn)生了某種酶，與共生生物產(chǎn)生的酶結(jié)合起來(lái)發(fā)揮了更大作用。宿主酶加共生生物酶的效果，就好比是1+1=4。”

來(lái)自白蟻和它們共生生物的酶能有效克服木質(zhì)素轉(zhuǎn)化成糖的障礙。將制造這些酶的基因插入病毒中喂給毛蟲，就能產(chǎn)出大量的酶。實(shí)驗(yàn)顯示，人工合成的宿主白蟻酶在分解木質(zhì)釋放糖分方面很有效。人們可以把宿主白蟻?zhàn)鳛楫a(chǎn)出酶源的主要部分，用來(lái)生產(chǎn)生物燃料。

斯卡福表示，下一步他們將識(shí)別共生生物產(chǎn)生的酶，跟宿主白蟻酶結(jié)合，讓木材能產(chǎn)出更多的糖以提高生物燃料的產(chǎn)量。他的研究小組計(jì)劃與馬里蘭州的切薩皮克·皮爾蛋白產(chǎn)品公司合作，生產(chǎn)人工合成酶。