Biomassi biokeemilise väärindamise teemaga keskendub peaasjalikult mullabakteritest pärinevate metalloensüümide uuringutele. Ligniin on polüfenoolne kompleksne polümeer, mille hulk taimses biomassis varieerub 10-50%. Erinevates puit- ja rohttaimedes on ligniini tselluloosiga võrreldes palju vähem, kuid oma fenoolsete omaduste tõttu nähakse ligniinis suurt potentsiaali alternatiivina naftakemikaalidele. Kuna keemiliselt on ligniin võrdlemisi tõrksa struktuuriga, tähendab see ühtlasi ka seda, et selle looduslik lagundamine ei ole sugugi lihtsate killast. Looduses saabki rääkida peaasjalikult neljast organismi tüübist, kes antud ülesandega toime tulevad – valge- ja pruunmädanikseened ning teatud gram-positiivsed ja gram-negatiivsed bakterid. Struktuuribioloogia ja ligniini biokeemia labor keskendub gram-positiivsete mullabakterite mudelsüsteemile, mille üheks eeliseks seentel põhineva mudelsüsteemi ees on nendest pärinevate ensüümide hea temperatuuritalvus ning võime töötada laias pH vahemikus. Lisaks võeti hiljuti uurimise alla erinevatest ekstreemsetes keskonnatingimustes elulevatest mikroobidest pärit ensüümid, millel oleks kõrge tööstuslik potentsiaal. Lisaks ensüümidele, mis lagundavad/modifitseerivad ligniini võeti luubi alla ka ekstremofiilsetest organismidest pärinevad süsivesikulist komponenti lagundavad ensüümid.
Eestis ainulaadselt rakendab KBI struktuuribioloogia ja ligniini biokeemia labor valkude röntkenkristallograafiat kui meetodit, mis võimaldab uurida ensüümide ratsionaalse parendamise võimalusi. Ühtlasi on antud labor Eestis ainus, mis tegeleb samas laboris ensüümide struktuuri-funktsiooni uuringutega ja teeb koostööd sünkrotroni kiirekanalitega nii USA-s (Cornell High Energy Synchrotron Source) kui ka Hispaanias (ALBA Synchrotron). Laboril on aktiivne koostöö Tartu Ülikooli molekular- ja rakubiologia instituudi tselluloosi uurimisrühmaga.
