Revista de ingeniería química y tecnología de procesos
Acceso abierto

abstracto

Sobre el modelado mecanicista mejorado para la hidrólisis enzimática de celulosa

Yang Zhang y Wen Zhou

Se desarrolla un modelo mejorado para la hidrólisis enzimática de celulosa que considera reacciones de oligómeros con beta-glucanasas, inhibición de oligómeros a celulasas y procesos de degradación de enzimas durante la hidrólisis. Nuestras reacciones de oligómeros con beta-glucanasas se modelan en función de la cinética de fragmentación enzimática de la cadena de glucano para describir la fragmentación adicional de los oligómeros en solución después de solubilizarse de las cadenas de glucano insolubles. Los efectos de inhibición sobre todas las celulasas por parte de diferentes tipos de celo-oligómeros se tienen en cuenta mediante la adsorción competitiva de celo-oligómeros en el sitio activo de las celulasas, que es un factor crítico que contribuye a la disminución de la tasa de hidrólisis enzimática de la celulosa. Como otro factor que afecta la cinética del proceso de hidrólisis de la celulosa, el factor de descomposición de la enzima se incorpora al modelo como el proceso típico de descomposición de primer orden. Consideramos dos procesos diferentes para que las celulasas pierdan actividad durante la hidrólisis para comprender mejor el impacto de la descomposición de la enzima en la hidrólisis. Los resultados de la simulación numérica se presentan para investigar el fenómeno de la desaceleración de la tasa de hidrólisis comúnmente observado en los experimentos. La mejora de la capacidad predictiva del nuevo modelo con respecto al anterior se demuestra claramente al comparar las simulaciones con los datos experimentales. Al considerar todos los posibles factores de disminución de la tasa de hidrólisis, los resultados de la simulación pueden coincidir muy bien con los datos experimentales, lo que demuestra que nuestro modelo es capaz de capturar completamente la disminución de la tasa de hidrólisis de la celulosa.