Verwendung von Kohlenhydrat spaltenden Enzymen aus Bakterien um den marinen Polysaccharid Abbau zu quantifizieren

• Antragsteller: Professor Dr. Jan-Hendrik Hehemann
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Biochemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259266681

Marine Mikroalgen produzieren die Hälfte der globalen pflanzlichen Biomasse. Diese Einzeller synthetisieren große Mengen an Polysacchariden, die eine wichtige Basis der marinen Nahrungsketten darstellen und damit den globalen Kohlenstoffkreislauf maßgeblich beeinflussen. Algenpolysaccharide können zu größeren Partikeln aggregieren, die als organisches Material absinken, abyssale Lebensgemeinschaften ernähren und das Treibhausgas Kohlendioxid in der Tiefe sequestrieren. Heterotrophe Bakterien, die Zuckerbausteine dieser Polysaccharide enzymatisch verwerten, dienen ihrerseits als Nahrung für höhere Organismen. Dieser Kohlestoffkreislauf, bestehend aus Produktion und Abbau von Polysacchariden, ist nicht mit konventionellen Methoden zu bestimmen denn marine Algenpolysaccharide sind sehr heterogen und liegen in komplexen Mischstrukturen vor. Das Ziel dieses Projektes ist es, die Kinetik der Kohlenhydrat-Produktion und des Abbaus in marinen Systemen quantitativ zu erfassen. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen Kohlenhydrat-abbauende Enzyme von marinen Bakterien charakterisiert und als Werkzeuge zur Analyse der Polysaccharide eingesetzt werden. Dieser Ansatz ist vergleichbar mit der Analyse von DNA mit Hilfe von Restriktionsenzymen. Da die Kohlenhydrat-spaltenden Enzyme für die Sequenz der Zucker in der Kette spezifisch sind, lässt sich aus den Spaltprodukten die Struktur und die Menge des Polysaccharids in der Probe errechnen. Auf diese Weise sollen Wasserproben zum Beispiel während Algenblüten mit den Enzymen analysiert werden, um die Dynamik des marinen Kohlenhydratkreislaufs quantitativ zu erfassen und zu modellieren.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen