Supramolecular Interactions in Secondary Plant Cell Walls: Effect of Lignin Chemical Composition Revealed with the Molecular Theory of Solvation
Notice bibliographique
Résumé
Plant biomass recalcitrance, a major obstacle to achieving sustainable production of second generation biofuels, arises mainly from the amorphous cell-wall matrix containing lignin and hemicellulose assembled into a complex supramolecular network that coats the cellulose fibrils. We employed the statistical-mechanical, 3D reference interaction site model with the Kovalenko-Hirata closure approximation (or 3D-RISM-KH molecular theory of solvation) to reveal the supramolecular interactions in this network and provide molecular-level insight into the effective lignin-lignin and lignin-hemicellulose thermodynamic interactions. We found that such interactions are hydrophobic and entropy-driven, and arise from the expelling of water from the mutual interaction surfaces. The molecular origin of these interactions is carbohydrate-π and π-π stacking forces, whose strengths are dependent on the lignin chemical composition. Methoxy substituents in the phenyl groups of lignin promote substantial entropic stabilization of the ligno-hemicellulosic matrix. Our results provide a detailed molecular view of the fundamental interactions within the secondary plant cell walls that lead to recalcitrance.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».