1. Enzymatic depolymerization of industrial lignins by laccase‐mediator systems in 1,4‐dioxane/water
- Author
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Justine Dillies, Renato Froidevaux, Céline Vivien, Christophe Flahaut, Gabrielle Châtaigné, Vincent Senez, Mickaël Chevalier, Alexandre Rulence, Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520 (IEMN), Ecole Centrale de Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Ecole Centrale de Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Bio-Micro-Electro-Mechanical Systems - IEMN (BIOMEMS - IEMN), Ecole Centrale de Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Ecole Centrale de Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), The authors want to thank ADEME, YNCREA, REALCAT platform (Future Investments Program (PIA), with the contractual reference ANR-11-EQPX-00370) and Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche, Région Hauts-de-France (CPER ALIBIOTECH) for supporting and funding of this work., ANR-11-EQPX-0037,REALCAT,Plateforme intégREe AppLiquée au criblage haut débit de CATalyseurs pour les bioraffineries(2011), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Institut Charles Viollette (ICV) - ULR 7394 (ICV), Université d'Artois (UA)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Institut Supérieur d'Agriculture-Université de Lille-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), ADEMEYNCREAREALCAT platform (Future Investments Program (PIA))ANR-11-EQPX-00370Ministere de l'Enseignement Superieur et de la Recherche, Region Hautsde-France (CPER ALIBIOTECH), and ADEME YNCREA REALCAT platform (Future Investments Program (PIA))ANR-11-EQPX-0037 Ministere de l'Enseignement Superieur et de la Recherche, Region Hautsde-France (CPER ALIBIOTECH)
- Subjects
0106 biological sciences ,Organosolv ,Biomedical Engineering ,Lignocellulosic biomass ,Bioengineering ,macromolecular substances ,Lignin ,complex mixtures ,7. Clean energy ,01 natural sciences ,Applied Microbiology and Biotechnology ,Dioxanes ,Polyporaceae ,[SPI]Engineering Sciences [physics] ,03 medical and health sciences ,chemistry.chemical_compound ,010608 biotechnology ,Drug Discovery ,Organic chemistry ,Cellulose ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,030304 developmental biology ,Trametes versicolor ,Laccase ,0303 health sciences ,biology ,Sodium lignosulfonate ,Depolymerization ,Process Chemistry and Technology ,fungi ,technology, industry, and agriculture ,food and beverages ,General Medicine ,biology.organism_classification ,Solubility ,chemistry ,[SDE]Environmental Sciences ,Biocatalysis ,Molecular Medicine ,Sulfonic Acids ,Oxidation-Reduction ,Biotechnology - Abstract
International audience; Lignin is the second most abundant polymer after cellulose in lignocellulosic biomass. Its aromatic composition and recalcitrant nature make its valorization a major challenge for obtaining low molecular weight aromatics compounds with high value-added from the enzymatic depolymerization of industrial lignins. The oxidation reaction of lignin polymer using laccases alone remains inefficient. Therefore, researches are focused on the use of a laccase-mediator system (LMS) to facilitate enzymatic depolymerization. Until today, the LMS system was studied using water-soluble lignin only (commercial lignins, modified lignins, or lignin model compounds). This work reports a study of three LMS systems to depolymerize the three major industrial lignins (organosolv lignin, Kraft lignin, and sodium lignosulfonate). We show that an enzymatic depolymerization of these lignins can be achieved by LMS using laccase from Trametes versicolor, 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt as mediator and a cosolvent (25% of 1,4-dioxane) to enhance the solubilization of lignins.
- Published
- 2020