Le alghe brune non sono solo alghe che galleggiano nell'oceano e aggrovigliano i piedi dei nuotatori, ma contengono anche un segreto. Nella sua parete cellulare, le alghe brune trattengono il polisaccaride alginato, uno dei carboidrati più abbondanti nell'oceano. Una delle principali fonti di cibo per diversi organismi, l'alginato assorbe anidride carbonica e può essere convertito in etanolo.

I ricercatori del Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) dell'Accademia cinese delle scienze stanno ora studiando gli organismi per comprendere questo meccanismo, e stanno facendo alcune scoperte lungo la strada.

"L'abbondanza di queste alghe le ha rese un'attraente e importante fonte di biomassa rinnovabile per la produzione di biocarburanti, " disse Ji Shiqi, professore assistente di ricerca nello Shandong Provincial Key Laboratory of Energy Genetics.

Ji fa parte di un team internazionale proveniente da Cina e Regno Unito che lavora per comprendere meglio come l'alginato viene trasformato in etanolo dagli organismi. Esaminando gli enzimi che degradano l'alginato, i ricercatori potrebbero essere in grado di sfruttare il processo naturale per produrre biocarburante. Durante questo processo, hanno identificato famiglie enzimatiche precedentemente sconosciute che contribuiscono alla bioconversione.

Le loro scoperte sulla struttura completa di uno di questi enzimi sono state pubblicate in Journal of Biological Chemistry il 17 ottobre.

L'enzima, chiamato liasi alginato, scompone l'alginato in modo che possa essere convertito in altri prodotti. Ci sono attualmente 37 famiglie di liasi identificate che scompongono i polisaccaridi, che sono strutture che contengono più zuccheri. Di queste 37 famiglie, nove alginati degradano specificamente e sette di questi nove hanno avuto le loro strutture completamente descritte.

Ji e il team hanno identificato una nuova liasi di alginato in un batterio amante del calore che può utilizzare direttamente le alghe brune e far fermentare i suoi componenti in etanolo ad alto rendimento.

"Il batterio contiene almeno quattro liasi di alginato, tra cui una serie di nuove liasi che rappresentano famiglie di liasi di polisaccaridi totalmente nuove, " disse Ji.

I ricercatori si sono concentrati sull'imaging della struttura di un alginato liasi, soprannominato "Dp0100, " per comprendere meglio i suoi meccanismi molecolari nella trasformazione dell'alginato in etanolo. Lo studio di imaging ha anche portato a una migliore comprensione della specificità della struttura, catalisi ed evoluzione di alginato liasi con più siti di dominio, secondo Ji.

"Anche se il meccanismo della termostabilità di Dp0100 non è ancora ben compreso, questa ricerca ha approfondito la nostra comprensione delle relazioni struttura-funzione e evolutive all'interno di questa importante classe di liasi, " disse Ji.

I ricercatori continueranno a studiare le liasi di alginato, oltre a perseguire studi strutturali di altre famiglie di liasi di polisaccaridi con l'obiettivo finale di determinare la piena funzione della bioconversione dell'alginato.