生物农业研究所团队成功建立高效光驱动纤维素酶催化降解体系

　　近日，陕西省生物农业研究所农业生物技术研究中心团队在国际著名期刊 Industrial Crops & Products（中科院SCI一区，影响因子6.2）发表了题为“Elucidating the combination of light-driven lytic polysaccharide monooxygenases and cellulases in cellulose degradation”的研究论文。该研究由陕西省生物农业研究所辛东林博士（第一作者兼共同通讯作者）与丹麦哥本哈根大学Benedikt M. Blossom博士合作完成。

　　植物纤维素是地球上最丰富的可再生碳资源之一，其高效转化对清洁能源开发和绿色生物制造具有重要意义。近年来，由裂解多糖单加氧酶（LPMO）与光敏色素叶绿酸构建的光驱动体系因其能够加速结晶纤维素降解而备受关注。然而，在与纤维素酶协同作用时，该体系存在协同效率受限的问题，制约了其工业化应用。

　　本研究系统解析了限制光驱动LPMO与纤维素酶协同的关键因素。结果显示，光敏剂叶绿酸在光照下产生的活性氧会显著抑制纤维素酶活性，而LPMO的氧化产物葡糖酸也会阻碍纤维素水解。针对这些限制因素，研究团队提出优化方案：通过间歇光照有效降低活性氧对酶活性的损伤，并通过调控β-葡萄糖苷酶添加量缓解产物抑制。最终，实现了光驱动LPMO体系与纤维素酶的良性协同，在优化条件下纤维素酶用量可减少约50%，而产糖率保持不变。

　　该研究为光催化与酶催化结合的绿色生物炼制提供了新思路，对推动农林废弃物资源化利用和发展低碳可持续产业具有重要意义。

　　本研究成果获得陕西省科学院科技计划项目、中国国家留学基金委及丹麦诺和诺德基金会的资助。研究的成功发表不仅体现了陕西省科学院在农林生物质高值化利用领域的重要进展，也进一步提升了研究所在国际生物质能源与绿色生物制造领域的学术影响力。

　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121597

图：光驱动LPMO体系和纤维素酶协同降解纤维素示意图