Analysis of Enzymatic Degradation of Cellulose Microfibrils by Quantitative Surface Plasmon Resonance Imaging
Notice bibliographique
Résumé
Cellulose is the most plentiful biopolymer on the planet, and as such, is a large potential energy source. Converting cellulose into ethanol first requires the disruption of the crystallinity of cellulose fibers and subsequent hydrolysis into glucose. The glucose can then be fermented, producing ethanol. The conversion of cellulose fibers to glucose is an energy intensive and costly step, which is a barrier to industrial production of cellulosic ethanol. The use of enzymes to facilitate this conversion is a promising approach. In the present study, the action of individual enzymes and combinations of enzymes from the Hypocrea jecorina secretome on bacterial cellulose fibers has been studied, to better understand their individual and synergistic action.\nI have used a custom Surface Plasmon Resonance imaging (SPRi) device to measure changes in the thickness of cellulose fiber coverage of a thioglucose-functionalized gold substrate upon exposure to enzymes. The cellulose fibers were deposited using a Langmuir-Blodgett technique, resulting in non-uniform cellulose coverage of the substrate. By defining local Regions of Interest (ROIs) of the cellulose-covered gold film, and by measuring the SPR curves at elevated temperature for the ROIs as a function of time, we are able to determine the rate and extent of degradation of the cellulose fibers within individual ROIs. We have fit the change in SPR angle over time after exposure to enzyme to an exponential decay function that allows us to determine the average time constant of action of these enzymes on the deposited cellulose fibers.\nWe have used the above procedure to measure the average time constants of action and the average degradation fraction (the change in average thickness divided by the initial average thickness) of cellulose fibers exposed to CBH-1, CBH-2, and EG-1, as well as combinations of these enzymes. We have measured an increase in the average degradation fraction and a decrease in the average time constants of action for cellulose fibers exposed to 23 μg/mL CBH-2 compared to fibers exposed to the same concentration of CBH-1. Additionally, for concurrent exposure of CBH-1 and EG-1 (with individual concentrations of 23 μg/mL), as well as concurrent introduction of CBH-1, CBH-2 and EG-1, we observed increases in the average degradation fraction and decreases in average time constants relative to the values measured for the individual enzymes. These measurements allow us to determine the relative activity of these enzymes and they demonstrate cooperativity and complementarity of action of the different enzymes.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».