17-16: Characterization of Enzymatic Hydrolysis of Cellulose via the Raman Spectroscopy and Sum Frequency Generation Vibration Spectroscopy

Monday, April 29, 2013
Exhibit Hall
Libing Zhang1, Lu Zhou2, Xianyi Zhang2, Hongfei Wang2 and Bin Yang1, (1)Biological Systems Engineering, Washington State University, Richland, WA, (2)William R. Wiley Environmental Molecular Sciences Laboratory, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA
The most expensive operations in biological processing of cellulosic biomass to fuels and chemicals are for releasing sugars from this naturally recalcitrant material. Ultimately, understanding biomass recalcitrance at the molecular level will be the key to overcoming this fundamental barrier to ensure cellulosic biofuels cost-competitiveness. Our recent experiments demonstrated that broadband stimulated Raman spectroscopy and sum frequency generation vibration spectroscopy are two spectroscopic tools capable of monitoring cellulase and/or cellulose and its interactions. A new degradation intermediate profile for enzymatic hydrolysis of cellulose which is associated with both cellulase and cellulose structure and conformation changes will be addressed in our presentation. In addition, the regular Raman spectroscopy employing a single-wavelength excitation light source is applied to in situ characterize dynamic change of both cellulose structure and the functionality of various cellulase components during enzymatic hydrolysis.