Mechanisms of recalcitrant fucoidan breakdown in marine Planctomycetota

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Abstract

Las algas pardas marinas producen el polisacárido altamente recalcitrante fucoidano, que contribuye al almacenamiento oceánico de carbono a largo plazo y a la regulación climática. El fucoidano es degradado por bacterias heterótrofas especializadas, que favorecen la función del ecosistema y el ciclo global del carbono mediante mecanismos en gran medida sin caracterizar. Aquí aislamos y estudiamos dos cepas de Planctomycetota procedentes del microbioma asociado al alga Fucus spiralis, que crecen eficientemente sobre fucoidanos químicamente diversos. Una de las cepas parece internalizar el polímero, mientras que la otra lo degrada extracelularmente. Los enfoques multiómicos muestran que la degradación del fucoidano está mediada por la expresión de loci divergentes de utilización de polisacáridos, y las endo-fucanasas de la familia GH168 se sobreexpresan notablemente durante la digestión del fucoidano. Los ensayos enzimáticos y los estudios de biología estructural revelan cómo las endo-fucanasas GH168 degradan diversos núcleos de fucoidano de algas pardas, con la asistencia de enzimas hidrolíticas auxiliares. En conjunto, nuestros resultados aportan información sobre los mecanismos de procesamiento del fucoidano en bacterias asociadas a macroalgas. [Traducción automática al español; idioma original: inglés.]