Forskere sporer nye biokatalysatorer

Fosfat er et nøgleelement i mange processer i kroppen og afgørende for den globale fødevareproduktion. Forskere ved universitetet i Göttingen har nu udviklet en metode til at opdage nye enzymer fra miljøet, der kan frigive fosfat. Dette åbner op for nye muligheder for udvikling og optimering af fytasebaserede processer til industriel anvendelse, bioteknologi og miljøvenlige teknologier. Resultaterne blev offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift mBio .

Enzymer som fytaser og fosfataser er nødvendige for at kunne anvende organisk bundet fosfat. Forskergruppen ledet af professor Rolf Daniel fra Institut for Mikrobiologi og Genetik ved Universitetet i Göttingen udvikler standardiserede metoder til at isolere nye fosfataser og fytaser fra komplekse miljøprøver. "De fytaser, der i øjeblikket bruges kommercielt, stammer fra dyrkning af individuelle stammer af mikroorganismer, " siger Daniel. "Dette spilder potentialet til at udvikle nye, mere effektive processer gennem brug af forbedrede enzymer." Fosfater bruges som gødning i store mængder i konventionelt landbrug. Den stigende udtømning af naturlige fosforressourcer og forurening af fosforaflejringer med tungmetaller gør nye strategier for udvinding og genanvendelse af fosfater mere presserende.

Den nye metode er baseret på screening af specialkonstruerede genbiblioteker fra hele genpuljen af ​​organismer i forskellige levesteder. Forskerne tager prøver fra sedimenter og jord og kloner hele DNA'et. De observerer derefter, hvilke aktiviteter der udvikler sig i disse genbiblioteker. Der anvendes en innovativ screeningsmetode, hvor fytat fungerer som fosfatkilde. Dette gjorde det muligt for forskerne at identificere den største række af fosfataser og fytaser, der nogensinde er opnået ved hjælp af funktionel metagenomik, herunder nye fytase-undertyper med hidtil helt ukendte funktionelle grupper og nye egenskaber.

Fosfataser og fytaser er naturlige biokatalysatorer, der spiller en central rolle i mange metaboliske processer og bidrager til frigivelsen af ​​organisk bundet fosfat. Fytaser er specialiseret i nedbrydning af fytater, der findes i korn og mange andre planter. De bruges allerede i dyrefoderindustrien som fodertilsætningsstof for at forhindre, at den fosfat, der naturligt er indeholdt i planteføde, passerer ubrugt gennem tarmene, når de fodrer ikke-drøvtyggere som f.eks. grise eller fjerkræ. Især phytaser vurderes derfor at have et stort markedspotentiale.