Molte sostanze che usiamo ogni giorno funzionano solo nella giusta struttura 3D. Gli enzimi naturali potrebbero produrli in modo ecologico, se non avessero bisogno di un co-substrato che è costoso da produrre fino ad oggi. Un team di ricerca della Ruhr-Universität Bochum (RUB) ha scoperto esattamente gli enzimi necessari nelle alghe verdi unicellulari. Ancora meglio:le alghe vive possono essere utilizzate come biocatalizzatori per determinate sostanze, e portano con sé il co-substrato, producendolo in modo ecologico attraverso la fotosintesi. Il team ha pubblicato il suo rapporto in Ricerca sulle alghe il 17 giugno 2020.

È una questione di struttura 3D

Molte sostanze chimiche nei cosmetici, cibo o medicinali possono assumere strutture tridimensionali leggermente diverse, con uno solo di loro che genera la fragranza o l'effetto medico desiderati. La produzione chimica delle sostanze giuste spesso non è rispettosa dell'ambiente, in quanto richiede alte temperature o solventi speciali. In natura, però, esistono alcune proteine ​​che producono il prodotto richiesto a temperature miti e in acqua. Nel processo, spesso generano esattamente la struttura 3D della sostanza necessaria all'industria.

Questi cosiddetti vecchi enzimi gialli, OYE in breve, devono il loro nome al loro colore naturalmente giallo. Si verificano nei batteri, funghi e piante, sono in parte ben studiati e offrono un notevole potenziale per una bioeconomia. Però, hanno uno svantaggio:per realizzare la loro reazione, hanno bisogno del co-substrato NADPH (nicotinammide adenina dinucleotide fosfato). Nelle cellule viventi, questa piccola molecola viene generata attraverso processi metabolici, che la sua produzione chimica è molto costosa; di conseguenza, l'uso commerciale degli OYE è contrastato. OYE da alghe verdi unicellulari:due piccioni con una fava?

Il team di ricerca di Bochum ha scoperto diversi OYE nelle alghe verdi unicellulari. "Per un'ampia applicazione, l'industria ha bisogno di OYE in grado di produrre anche molecole insolite, " spiega il professor Thomas Happe, Responsabile del gruppo di ricerca sulla fotobiotecnologia del RUB.

"Le alghe possiedono percorsi metabolici molto complessi e sono quindi fonti ideali per nuovi biocatalizzatori". I ricercatori hanno analizzato le alghe OYE nella provetta e hanno dimostrato che sono in grado di convertire molte sostanze commercialmente valide. "La cosa eccitante è che le alghe viventi possono anche svolgere le reazioni necessarie nell'industria, " dice la dottoranda Stefanie Böhmer, autore principale dello studio. "Dal momento che le alghe producono NADPH tramite la fotosintesi, cioè con la luce del sole, il co-substrato degli OYE è fornito in modo ecologico ed economico."