As enzimas são biocatalisadores cruciais para a degradação da biomassa das algas marinhas nos oceanos. Pela primeira vez, uma equipe internacional de 19 cientistas decodificou recentemente a via de degradação completa do polissacarídeo de algas Ulvan por biocatalisadores de uma bactéria marinha. Crédito:Thomas Wilfried
Algas marinhas nos oceanos do mundo armazenam grandes quantidades de CO 2 , ligando aproximadamente tanto CO 2 por ano como toda a vegetação terrestre. Nesse processo, as algas produzem grandes quantidades de carboidratos, que podem ser decompostos por bactérias marinhas e fornecem uma importante fonte de energia para a cadeia alimentar marinha. A equipe de pesquisa já elucidou a complexa via de degradação do polissacarídeo Ulvan. Ulvan é um açúcar complexo produzido por algas do gênero Ulva, que é degradado pela bactéria marinha Formosa agariphila . O extenso estudo revelou a função bioquímica de 12 enzimas. Essas descobertas são de considerável importância para a pesquisa básica. E agora, eles permitem a exploração biotecnológica de biomassa de algas que nunca foi usada como matéria-prima para fermentações e para o isolamento de açúcares valiosos.
"Em nosso estudo, podemos mostrar, pela primeira vez, como as bactérias marinhas decompõem completamente o polímero altamente complexo Ulvan das algas marinhas em seus blocos de construção. Essas percepções não apenas aumentam nossa compreensão de como os microrganismos obtêm acesso à sua fonte de alimento. Usando os biocatalisadores recém-decodificados, o complexo polissacarídeo marinho ulvana agora também pode ser usado como matéria-prima para fermentações, e componentes de açúcar de alta qualidade, como ácido idurônico ou sulfato de ramnose, podem ser produzidos a partir do recurso anteriormente inacessível fornecido por algas marinhas, "explica o Prof. Dr. Uwe Bornscheuer do Instituto de Bioquímica, University of Greifswald.
Dr. Jan-Hendrik Hehemann, Líder do grupo Emmy Noether no Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha e no MARUM - Centro de Ciências Ambientais Marinhas da Universidade de Bremen, adiciona, "Os polissacarídeos das algas marinhas são quimicamente diferentes daqueles das plantas terrestres. É amplamente desconhecido como as bactérias marinhas degradam os polissacarídeos das algas. Elucidar as enzimas envolvidas na degradação ultravioleta não é apenas de grande valor para futuras aplicações biotecnológicas, mas também responde a questões ecológicas centrais sobre o ciclo do carbono marinho. "
"Nossos resultados também mostram como é importante conduzir pesquisas em uma equipe diversificada de microbiologistas, biotecnologistas, bioquímicos e químicos orgânicos. O grupo de pesquisa POMPU financiado pela DFG fornece uma combinação interdisciplinar dessas competências, que contribuiu significativamente para o sucesso deste projeto, "acrescenta o Prof. Dr. Thomas Schweder, do Institute of Pharmacy, University of Greifswald. O grupo de pesquisa POMPU visa elucidar funções ecológicas importantes das bactérias marinhas durante a proliferação de algas para melhorar a compreensão da função de bomba biológica dos oceanos em vista do aquecimento global. Explorar as principais bactérias e enzimas marinhas pode abrir novas perspectivas para explorar o potencial promissor dos açúcares das algas marinhas.
O estudo é publicado em Nature Chemical Biology .
