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美国能源部国家可再生能源实验室与生物能源科学中心的科学家通过将不同的显微成像技术相结合，深入研究生物质细胞壁结构与酶解之间的关系，这些发现将有助于提高糖的产量，降低生物燃料成本。研究成果发表在《科学》杂志上，题目为：“植物细胞壁纳米尺度结构与酶解消化性如何关联？”

首席科学家Ding SY教授指出，新的成像技术使科学家能够查看从毫米到纳米级的植物结构，从而不仅可以研究植物细胞壁的结构，还可以研究负责降解细胞壁聚合物的酶及其作用方式。传统上，了解生物质结构的方法是化学法，通过破坏各个组成部分进行分析，但这种方法会失去结构的完整性。

成像技术使科学家能够更详细深入地了解细胞壁结构和酶解细胞壁碳水化合物聚合物以释放单糖的过程。科研团队还利用成像技术研究了去除木质素对生物质水解的影响、细胞壁结构在纳米尺度的变化，以及这些变化对反应速率的影响。

NREL的研究小组研究了真菌和细菌的酶系统，这两种系统都在生物燃料工业中作为生物催化剂生产糖中间体。对细菌中酶的研究表明，不同的酶通过一个大型的脚手架蛋白结合成多酶复合体作用于细胞壁，而真菌的酶系统更倾向于单独作战，尽管最终结果是由多种酶共同作用产生的。研究人员还发现，酶越容易接近细胞壁，对细胞壁的降解速率就越高。

文章最后得出结论：理想的预处理材料应该是细胞壁已去除木质素，且细胞壁内部附着完整的结构多糖，这是一种相对松散、多孔的原生状结构，有利于酶的进入和降解，而非去除细胞壁中的海绵状碳水化合物，导致剩余部分坍塌成更紧密的结构。