从海藻中破译糖的酶解

2020-01-02 297藻类

酶是生物催化剂,对海洋中海藻生物量的降解至关重要。最近,一个国际科学家团队首次从海藻中破译糖的酶解,利用生物催化剂从一种海洋细菌中破译了藻多糖Ulvan的完全降解途径。

从海藻中破译糖的酶解

世界海洋中的海藻储存了大量的二氧化碳,也就是说,它们每年吸收的二氧化碳大约相当于整个陆地植被吸收的二氧化碳量。在这个过程中,藻类产生大量的碳水化合物,这些碳水化合物可以被海洋细菌分解,为海洋食物网提供重要的能量来源。研究小组目前已经阐明了多糖Ulvan的复杂降解途径。Ulvan是一种由Ulva属藻类产生的复合糖,被海洋细菌Formosa agariphila降解。广泛的研究揭示了12种酶的生化功能。这些发现不仅对基础研究很重要。这是第一次,它们使藻类生物量的生物技术开发成为可能,以前从未用作发酵和分离有价值的糖的原料。

研究内容

“在我们的研究中,我们第一次展示从海藻中破译糖的酶解:海洋细菌是如何将海藻中高度复杂的聚合物Ulvan完全分解成建筑材料的。这些发现不仅加深了我们对微生物如何获取食物来源的理解。利用新解码的生物催化剂,复杂的海洋多糖Ulvan现在也可以用作发酵的原料;而高质量的糖成分,如艾杜糖醛酸或鼠李糖硫酸酯,可以从以前无法获得的海藻资源中生产出来,”Uwe Bornscheuer教授(格赖夫斯瓦尔德大学生物化学研究所)解释说。

研究意义

普朗克海洋微生物研究所和不来梅大学海洋环境科学中心的埃米·诺特小组组长Jan-Hendrik Hehemann博士补充道:“从海藻中提取的多糖在化学上与陆生植物不同。海洋细菌是如何降解藻类多糖的,这在很大程度上是未知的。阐明参与Ulvan降解的酶不仅对未来的生物技术应用有很大价值,而且也回答了关于海洋碳循环的核心生态问题。”

“我们的研究结果还表明,在一个由微生物学家、生物技术专家、生物化学家和有机化学家组成的多样化团队中进行研究是多么重要。由DFG资助的研究小组POMPU提供了这些能力的跨学科组合,这对项目的成功做出了重大贡献,”Thomas Schweder教授(格赖夫斯瓦尔德大学药学院)补充道。POMPU课题组旨在阐明藻华期间海洋细菌的重要生态功能,以提高人们在全球变暖的背景下对海洋生物泵功能的认识。探索关键的海洋细菌和酶可以为开发海藻糖的潜力开辟新的前景。

引用

MARUM - Center for Marine Environmental Sciences, University of Bremen. "Deciphering enzymatic degradation of sugar from marine alga." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 July 2019.
www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190708122352.htm.

上一篇下一篇