Уникальные ферменты микроводорослей для производства биотоплива

Ученые из Токийского технологического института определили уникальные ферменты — ацилтрансферазы лизофосфатидной кислоты (LPAT) — как ключевые для синтеза триацилглицеринов (TAG) у маслонакапливающей водоросли Nannochloropsis. Это раскрывает механизмы производства биотоплива микроводорослями.

Почему это важно?

  • Микроводоросли, такие как Nannochloropsis, могут накапливать TAG до 50% от сухого веса и расти в экстремальных условиях (высокая соленость, температура, pH).
  • TAG могут использоваться в качестве биотоплива, что является альтернативой ископаемому топливу.

Ключевые открытия исследования:

Ученые под руководством профессора Хироюки Охта исследовали четыре фермента LPAT (1-4) у Nannochloropsis oceanica и обнаружили:

  1. Разные функции:

    • LPAT1 участвует в основном в синтезе мембранных липидов.
    • LPAT4 отвечает за биосинтез TAG.
    • LPAT2 и LPAT3 вносят вклад в оба процесса.

  2. Уникальная локализация:

    • LPAT1 и LPAT2 расположены в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР).
    • LPAT3 и LPAT4 специфично локализуются на периметре липидных капель (LD). Это связано с наличием в их структуре длинных (30-40 остатков) гидрофобных доменов, которые закрепляют ферменты на поверхности LD.

Предлагаемая модель:

  1. LPAT2 участвует в начальном синтезе TAG в ЭР для образования LD.
  2. LPAT3 и LPAT4, находясь на поверхности LD, способствуют их дальнейшему росту.

Вывод: Исследование предоставляет прямые доказательства того, что способность Nannochloropsis накапливать масла обеспечивается ферментами LPAT, расположенными на периметре липидных капель.