Las enzimas son biocatalizadores que son cruciales para la degradación de la biomasa de algas en los océanos. Por primera vez, Un equipo internacional de 19 científicos decodificó recientemente la vía de degradación completa del polisacárido Ulvan de algas mediante biocatalizadores de una bacteria marina. Crédito:Thomas Wilfried
Las algas marinas en los océanos del mundo almacenan enormes cantidades de CO 2 , uniendo aproximadamente tanto CO 2 por año como toda la vegetación terrestre. En este proceso, las algas producen grandes cantidades de carbohidratos, que puede ser degradado por bacterias marinas y proporcionar una importante fuente de energía para la red alimentaria marina. El equipo de investigación ahora ha dilucidado la compleja vía de degradación del polisacárido Ulvan. Ulvan es un azúcar complejo producido por algas del género Ulva, que es degradado por la bacteria marina Formosa agariphila . El extenso estudio reveló la función bioquímica de 12 enzimas. Estos hallazgos son de considerable importancia para la investigación básica. Y ahora, permiten la explotación biotecnológica de la biomasa de algas que nunca antes se había utilizado como materia prima para fermentaciones y para el aislamiento de azúcares valiosos.
"En nuestro estudio podemos mostrar, por primera vez, cómo las bacterias marinas descomponen completamente el polímero altamente complejo Ulvan de las algas marinas en sus componentes básicos. Estos conocimientos no solo mejoran nuestra comprensión de cómo los microorganismos obtienen acceso a su fuente de alimento. Usando los biocatalizadores recién decodificados, el complejo polisacárido marino ulvan ahora también se puede utilizar como materia prima para fermentaciones, y los componentes de azúcar de alta calidad, como el ácido idurónico o el sulfato de ramnosa, se pueden producir a partir del recurso previamente inaccesible proporcionado por las algas marinas, "explica el Prof. Dr. Uwe Bornscheuer del Instituto de Bioquímica, Universidad de Greifswald.
Dr. Jan-Hendrik Hehemann, Emmy Noether, líder del grupo en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina y en el Centro MARUM de Ciencias Ambientales Marinas de la Universidad de Bremen, agrega, "Los polisacáridos de las algas marinas son químicamente diferentes de los de las plantas terrestres. Se desconoce en gran medida cómo las bacterias marinas degradan los polisacáridos de las algas. Elucidar las enzimas implicadas en la degradación de Ulvan no solo es de gran valor para futuras aplicaciones biotecnológicas, pero también responde a preguntas ecológicas centrales sobre el ciclo del carbono marino ".
"Nuestros resultados también muestran lo importante que es realizar investigaciones en un equipo diverso de microbiólogos, biotecnólogos, bioquímicos y químicos orgánicos. El grupo de investigación POMPU, financiado por DFG, ofrece una combinación interdisciplinaria de estas competencias, que ha contribuido significativamente al éxito de este proyecto, "añade el Prof. Dr. Thomas Schweder del Instituto de Farmacia, Universidad de Greifswald. El grupo de investigación POMPU tiene como objetivo dilucidar las importantes funciones ecológicas de las bacterias marinas durante la floración de algas para mejorar la comprensión de la función de bombeo biológico de los océanos en vista del calentamiento global. La exploración de bacterias y enzimas marinas clave puede abrir nuevas perspectivas para explotar el potencial prometedor de los azúcares de las algas marinas.
El estudio se publica en Biología química de la naturaleza .
