เซลลูโลโซมเป็นเครื่องจักรที่ซับซ้อนประกอบด้วยเอนไซม์หลายชนิด สร้างขึ้นโดยจุลินทรีย์ที่ย่อยสลายเซลลูโลสจำนวนมาก เพื่อย่อยสลายพอลิแซ็กคาไรด์ ในผนังเซลล์พืชอย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซลลูโลส ซึ่งเป็น พอลิเมอร์อินทรีย์ที่พบมากที่สุดบนโลก เซลลูโลโซมจะเกาะอยู่บนผิวเซลล์และทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการยึดเกาะของเซลล์กับสารตั้งต้นที่ไม่ละลายน้ำ และย่อยสลายสารเหล่านั้นให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ละลายน้ำได้ ซึ่งจะถูกดูดซึมเข้าสู่เซลล์ หน่วยย่อยหลายหน่วยของเซลลูโลโซมประกอบด้วยโดเมนการทำงานจำนวนมากที่โต้ตอบกันและกับสารตั้งต้นเซลลูโลส หนึ่งในหน่วยย่อยเหล่านี้ คือ "สแคฟโฟลดิน" ซึ่งเป็น ไกลโคโปรตีน ขนาดใหญ่ ชนิดหนึ่งที่ไม่ใช่ตัวเร่งปฏิกิริยา สแคฟโฟลดิน จะรวมหน่วยย่อยของเซลลูเลสและ ไซลาเน ส ต่างๆเข้ากับคอมเพล็กซ์ที่ยึดเกาะกัน โดยการรวม โดเมน โคฮี ซิน เข้ากับ โดเมน ด็อกเกอริน ทั่วไป ที่มีอยู่ในเอนไซม์แต่ละหน่วยย่อย สแคฟโฟลดินของเซลลูโลโซมบางชนิด เช่น เซลลูโลโซมของClostridium thermocellumประกอบด้วยโมดูลจับคาร์โบไฮเดรตที่ยึดเซลลูโลสเข้ากับคอมเพล็กซ์เซลลูโลโซม^{[ 1 ]}

เซลลูโลโซมเป็นสารประกอบนอกเซลล์ที่อาจเกาะติดกับผนังเซลล์ของแบคทีเรียหรือลอยอยู่ในสารละลาย ซึ่งสารตั้งต้นที่ไม่ละลายน้ำจะถูกย่อยสลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่ละลายน้ำได้และถูกดูดซึมเข้าสู่เซลล์ ขนาดที่ใหญ่และความหลากหลายของเซลลูโลโซมจากสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดที่สุด (เช่นC. thermocellum, C. cellulolyticum และ C. cellulovorans ) ทำให้การศึกษาโครงสร้างและหน้าที่ของเซลลูโลโซมเป็นเรื่องยากมาก ระบบเซลลูโลโซมอื่นๆ (เช่น จากAcetivibrio cellulolyticus และ Ruminococcus flavefaciens ) ดูเหมือนจะมีความซับซ้อนยิ่งกว่า

เซลลูโลโซมประกอบด้วยหน่วยย่อยสแคฟโฟลดินที่มีหน้าที่หลากหลาย ทำหน้าที่จัดระเบียบหน่วยย่อยเซลลูโลไลติกต่างๆ (เช่น เอนไซม์) ให้เป็นโครงสร้างที่ซับซ้อน ภายในเซลลูโลโซม เอนโดกลูคาเนส เซลโลไบโอไฮโดรเลส ไซลาเนส และเอนไซม์ย่อยสลายอื่นๆ หลายชนิดทำงานร่วมกันเพื่อย่อยสลายสารตั้งต้นเซลลูโลสที่ไม่ละลายน้ำและมีความหลากหลาย กระบวนการนี้เกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันของโมดูลสองประเภทที่เสริมกัน ซึ่งอยู่บนหน่วยย่อยที่ทำปฏิกิริยากันสองประเภทที่แยกจากกัน กล่าวคือ โมดูลโคฮีซินบนสแคฟโฟลดิน และโมดูลด็อกเกอรินบนหน่วยย่อยเอนไซม์แต่ละตัว ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโคฮีซินและด็อกเกอรินที่มีความสัมพันธ์สูงเป็นตัวกำหนดโครงสร้างของเซลลูโลโซม การยึดติดของเซลลูโลโซมกับสารตั้งต้นนั้นเกิดขึ้นโดยโมดูลจับเซลลูโลส (CBM) ที่อยู่บนสแคฟโฟลดิน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของหน่วยย่อยสแคฟโฟลดิน ความเข้าใจส่วนใหญ่ของเราเกี่ยวกับส่วนประกอบเร่งปฏิกิริยา สถาปัตยกรรม และกลไกการยึดเกาะกับเซลล์แบคทีเรียและเซลลูโลส ได้มาจากการศึกษาClostridium thermocellum ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 ราฟาเอล ลาเมด และเอ็ด บาเยอร์ ได้พบกันที่มหาวิทยาลัยเทลอาวีฟ [ ^{6 ] ประเทศ}อิสราเอล และเริ่มงานที่นำไปสู่การค้นพบแนวคิดเซลลูโลโซม ในขณะนั้น พวกเขาไม่ได้มองหาเอนไซม์หรือเซลลูโลโซมเลย พวกเขาเพียงแค่มองหา 'ปัจจัยที่จับกับเซลลูโลส' หรือ 'CBF' บนพื้นผิวเซลล์ของแบคทีเรียเทอร์โมฟิลิกแบบไม่ใช้ออกซิเจนC. thermocellumซึ่งพวกเขาอนุมานว่าจะอธิบายการสังเกตว่าแบคทีเรียเกาะติดกับพื้นผิวเซลลูโลสที่ไม่ละลายน้ำอย่างแน่นหนาก่อนที่จะเกิดการย่อยสลาย พวกเขาใช้วิธีการทดลองที่ไม่ธรรมดาในขณะนั้น โดยแยกแบคทีเรียกลายพันธุ์ที่มีข้อบกพร่องในการยึดเกาะและเตรียมแอนติบอดีโพลีโคลนัลเฉพาะเพื่อตรวจจับส่วนประกอบที่ทำงานได้ ที่น่าประหลาดใจคือ พวกเขาแยกคอมเพล็กซ์โมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีหลายหน่วยย่อยออกมาแทนที่จะเป็นโปรตีนขนาดเล็ก การผสมผสานเทคนิคทางชีวเคมี ชีวฟิสิกส์ ภูมิคุ้มกันเคมี และโครงสร้างระดับจุลภาค ตามด้วยการตรวจสอบทางชีววิทยาโมเลกุล นำไปสู่การกำหนดและพิสูจน์แนวคิดของเซลลูโลโซม การกำเนิดของคอมเพล็กซ์เซลลูโลโซมแบบแยกส่วนที่มีเอนไซม์หลายชนิดจึงได้รับการบันทึกไว้^{[ 7 ]}

แบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่สร้างเซลลูโลโซมที่รู้จักในปัจจุบัน:

• อะซิติวิบริโอ เซลลูโลไลติคัส
• แบคทีเรียเซลลูโลโซลเวนส์
• คลอสทริเดียม อะซีโตบิวทิลิคัม
• คลอสทริเดียม เซลลูโลไลติคัม
• คลอสทริเดียม เซลลูโลโวแรนส์
• คลอสตริเดียม คลาริฟลาวัม
• คลอสทริเดียม โจซุย
• คลอสตริเดียม ปาไพโรโซลเวนส์
• คลอสทริเดียม เทอร์โมเซลลัม (ใช้เป็นสิ่งมีชีวิตต้นแบบในการใช้ประโยชน์จากเซลลูโลสและการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน)
• Ruminococcus albus (ระบุโปรตีนด็อกเกอรินได้แล้ว แต่ยังตรวจไม่พบโปรตีนโคฮีซิน)
• รูมิโนค็อกคัส ฟลาเวฟาเซียนส์

การประยุกต์ใช้ไฮบริดเซลลูโลโซมและโครงสร้างไคเมอริก ("นาโนโซม") ของโดเมนเซลลูโลโซมอย่างชาญฉลาด จะช่วยให้สามารถใช้ประโยชน์จากชีวมวลเซลลูโลสได้ดียิ่งขึ้น และอาจนำไปสู่การใช้งานใหม่ๆ ที่หลากหลาย

• ด็อกเกอริน
• ออร์แกเนลล์

• เซลลูโลโซม ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
• "เซลลูโลโซม: คอมเพล็กซ์โปรตีนหลายชนิดที่อยู่นอกเซลล์ ซึ่งมีความเชี่ยวชาญในการย่อยสลายเซลลูโลส"
• ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ wzw.tum.de (เป็นภาษาอังกฤษ)
• ภาพรวมห้องปฏิบัติการของเอ็ด ไบเออร์ ที่สถาบันไวซ์แมนน์
• แผนภาพที่ห้องปฏิบัติการของลาเมด มหาวิทยาลัยเทลอาวีฟ
• เซลลูโลโซมที่ Cazypedia