Représentation de la surface et rainure de liaison au substrat de Dp0100 Crédit :JI Shiqi
Les algues brunes ne sont pas seulement des algues qui flottent dans l'océan et enchevêtrent les pieds des nageurs, elles contiennent aussi un secret. Dans sa paroi cellulaire, les algues brunes retiennent le polysaccharide alginate, l'un des glucides les plus abondants dans l'océan. Une importante source de nourriture pour plusieurs organismes, l'alginate absorbe le dioxyde de carbone et peut être transformé en éthanol.
Des chercheurs du Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) de l'Académie chinoise des sciences étudient maintenant les organismes pour comprendre ce mécanisme, et ils font des découvertes en cours de route.
« L'abondance de ces algues en a fait une source attrayante et importante de biomasse renouvelable pour la production de biocarburants, " dit Ji Shiqi, professeur adjoint de recherche au laboratoire clé provincial de Shandong de génétique énergétique.
Ji fait partie d'une équipe internationale de Chine et du Royaume-Uni qui s'efforce de mieux comprendre comment l'alginate est transformé en éthanol par les organismes. En examinant les enzymes qui décomposent l'alginate, les chercheurs pourraient être en mesure d'exploiter le processus naturel pour produire du biocarburant. Au cours de ce processus, ils ont identifié des familles enzymatiques jusqu'alors inconnues qui contribuent à la bioconversion.
Leurs découvertes sur la structure complète d'une telle enzyme ont été publiées dans Journal de chimie biologique le 17 octobre.
L'enzyme, appelé alginate lyase, décompose l'alginate afin qu'il puisse être converti en d'autres produits. Il existe actuellement 37 familles de lyases identifiées qui décomposent les polysaccharides, qui sont des structures qui contiennent plusieurs sucres. Sur ces 37 familles, neuf d'entre eux dégradent spécifiquement les alginates et sept de ces neuf ont vu leurs structures entièrement décrites.
Affinité de Dp0100 pour l'alginate soluble analysée par microscopie électronique à coloration négative. Crédit :JI Shiqi
Ji et l'équipe ont identifié une nouvelle alginate lyase dans une bactérie aimant la chaleur qui peut utiliser directement les algues brunes et fermenter ses composants en éthanol à haut rendement.
« La bactérie contient au moins quatre alginates lyases, y compris un certain nombre de nouvelles lyases qui représentent des familles de polysaccharides lyases totalement nouvelles, " dit Ji.
Les chercheurs se sont concentrés sur l'imagerie de la structure d'une alginate lyase, surnommé "Dp0100, " pour mieux comprendre ses mécanismes moléculaires dans la transformation de l'alginate en éthanol. L'étude d'imagerie a également permis de mieux comprendre la spécificité de structure, catalyse et évolution d'alginate lyases à sites multidomaines, selon Ji.
"Bien que le mécanisme de la thermostabilité du Dp0100 ne soit pas encore bien compris, cette recherche a approfondi notre compréhension de la structure-fonction et des relations évolutives au sein de cette importante classe de lyases, " dit Ji.
Les chercheurs continueront d'étudier les alginates lyases, ainsi que de poursuivre des études structurelles d'autres familles de polysaccharides lyases dans le but ultime de déterminer la pleine fonction de la bioconversion de l'alginate.
