现在，一个国际研究小组已经成功地分析和了解了一种重要多糖的整个降解途径。这个过程需要大量的酶，现在，第一次有可能阐明它们的生化功能。有了这些知识，利用藻类作为一种资源将成为可能:它们可以用于发酵，生产有价值的糖，或者在未来，甚至可以加工成生物塑料。总体目标是实现环境友好型循环经济，其中以尽可能多样化的方式使用可再生原材料。

该研究项目由Greifswald大学牵头，与维也纳工业大学、马克斯普朗克海洋微生物研究所(不来梅)、不来梅大学、MARUM海洋环境科学中心(不来梅)和Roscoff海洋站(法国)合作。爱博网投领导者这项研究的结果最近发表在专业杂志上自然化学生物学爱博网投领导者．

将大分子分解成它们的组成部分

对大多数人来说，藻类通常看起来相当没有吸引力——例如，当它们在海岸附近，特别是靠近海滩的地方繁殖形成巨大的藻华时。然而，在未来，藻类地毯可能会作为一种有价值的工业材料来源。“为了利用藻类，你需要将它们产生的大分子分解成可用的单个成分，”维也纳工业大学应用合成化学研究所的克里斯蒂安·斯坦内蒂解释说。“这是一个非常复杂的过程，但幸运的是，我们有大自然作为例子:也就是说，某些细菌可以出色地完成这一过程。”

国际研究小组破译了海洋细菌Formosa agariphila降解ulvan多糖的方式，ulvan是由Ulva藻类产生的，其干重高达30%。这个降解过程是一个小小的化学魔术:在一系列步骤中，12种不同的酶被用来将大分子分解成更小的构建块。“我们在维也纳工业大学的任务是在核磁共振波谱(NMR)和质谱的帮助下，澄清这些组成部分到底是什么样子，”克里斯蒂安·斯坦内蒂(Christian Stanetty)说。“在这个过程中有一些惊喜，一些降解产物看起来与我们预期的不同。这表明细菌在糖降解过程中采取的化学途径与我们预期的不同。”

通过这种方式，研究人员能够找出细菌在各自的步骤中使用的酶。“因此，我们现在不仅了解这些微生物是如何获得这种营养来源的。我们现在还可以使用一个由各种新型生物催化剂组成的工具箱，从而开辟了有针对性地使用这种复杂的海洋多糖作为发酵资源的可能性，”格赖夫斯瓦尔德大学的Uwe Bornscheuer教授说。

利用藻类合成碳氢化合物是100%碳中性的。如果这种方法可以成功地用于生产以前使用化石资源生产的产品，这将是气候保护的重要一步。“这是绝对可行的，”维也纳工业大学的马尔科·米霍维洛维奇教授认为。“最初，简单的产品，如特殊类型的糖，可以作为目标。但随着对其中化学成分的了解不断加深，我们将这些藻类用作复杂合成的前体，一直到生物塑料，就会越成功。”

目标是:生物资源的循环经济

跨学科合作对项目的成功至关重要:“从科学的角度来看，只有通过合作才能回答这种复杂性的研究问题，”Marko Mihovilovic强调说。“我们已经与德国的合作伙伴合作了一段时间，取得了巨大的成功。我们也将在未来继续这样做——这将使我们取得重大进展，并最终朝着可持续化学的方向发展，从而实现真正的、无害环境的循环经济。”