Fosfat är ett nyckelelement i många processer i kroppen och väsentligt för global livsmedelsproduktion. Forskare vid Högskolan i Göttingen har nu utvecklat en metod för att upptäcka nya enzymer från miljön som kan frigöra fosfat. Detta öppnar upp för nya möjligheter för utveckling och optimering av fytasbaserade processer för industriell tillämpning, bioteknik och miljövänlig teknik. Resultaten publicerades i den vetenskapliga tidskriften mBio .

Enzymer som fytaser och fosfataser krävs för att kunna använda organiskt bundet fosfat. Forskargruppen som leds av professor Rolf Daniel från Institutet för mikrobiologi och genetik vid universitetet i Göttingen utvecklar standardiserade metoder för att isolera nya fosfataser och fytaser från komplexa miljöprover. "De fytaser som för närvarande används kommersiellt, härrör från odling av enskilda stammar av mikroorganismer, " säger Daniel. "Detta slösar bort potentialen att utveckla nya, effektivare processer genom användning av förbättrade enzymer." Fosfater används som gödningsmedel i stora mängder i konventionellt jordbruk. Den ökande utarmningen av naturliga fosforresurser och föroreningen av fosforfyndigheter med tungmetaller gör nya strategier för utvinning och återvinning av fosfater mer brådskande.

Den nya metoden bygger på screening av specialkonstruerade genbibliotek från hela genpoolen av organismer i olika livsmiljöer. Forskarna tar prover från sediment och jord och klonar hela DNA:t. De observerar sedan vilka aktiviteter som utvecklas i dessa genbibliotek. En innovativ screeningsmetod används där fytat fungerar som fosfatkälla. Detta gjorde det möjligt för forskarna att identifiera den största variationen av fosfataser och fytaser som någonsin erhållits med hjälp av funktionell metagenomik, inklusive nya fytassubtyper med hittills helt okända funktionella grupper och nya egenskaper.

Fosfataser och fytaser är naturliga biokatalysatorer som spelar en central roll i många metaboliska processer och bidrar till frisättningen av organiskt bundet fosfat. Fytaser är specialiserade på nedbrytning av fytater som finns i spannmål och många andra växter. De används redan inom djurfoderindustrin som fodertillsats för att förhindra att fosfatet som naturligt finns i växtfoder passerar oanvänt genom tarmarna när man matar icke-idisslare som grisar eller fjäderfä. Särskilt fytaser anses därför ha stor marknadspotential.