Suche
Mein Konto
Läbimurre metaaniuuringutes: kuidas saavad mikroobid meie kliimat päästa!
Berliini TLÜ ja Marburgi ülikooli teadlased saavutavad metüülkoensüümi M-reduktaasi abil läbimurde. Tulemused avaldati ajakirjas “Nature”.
Läbimurre metaaniuuringutes: kuidas saavad mikroobid meie kliimat päästa!
Marburgi Philippsi ülikooli ja TU Berliini sünteetilise mikrobioloogia keskuse (SYNMIKRO) teadlased on metüül-koensüümi M-reduktaasi (MCR) mõistmisel teinud märkimisväärseid edusamme. See ensüüm mängib olulist rolli bioloogilises metaani tootmises ja on üks levinumaid ensüüme Maal. Selle uurimistöö tulemused avaldati mainekas ajakirjas Nature ja need näitavad märkimisväärset evolutsioonilist seost lämmastiku sidumisprotsessidega, mis on globaalses lämmastikuringes kesksel kohal, kuna mikroorganismid neelavad ja muudavad õhust lämmastikku. Valju TLÜ Berliin See läbimurre on energiasektori ja kliimamuutuste probleemide paremaks lahendamiseks ülioluline.
Uuringu kaasautor dr Christian Lorent rõhutab, et metanogeensed arheed toodavad aastas kuni miljard tonni metaani. Need heitmed aitavad kaasa globaalsele soojenemisele, kuid pakuvad ka potentsiaali taastuva energiaallikana. MCR vastutab metaani tootmise eest keerulises biokeemilises protsessis ning uurimisrühm eraldas ja iseloomustas Methanococcus maripaludis'e MCR-i aktiveerimiskompleksi. Samuti tuvastas see väikese valgu nimega McrC olulise mõju, mis aktiveerib MCR-i ATP-sõltuvas protsessis. See avastus süvendab meie arusaamist metaani tootmise aluseks olevatest molekulaarsetest mehhanismidest.
MCR roll metanogeneesis
MCR katalüüsib metanogeneesi viimast etappi ja mängib samuti olulist rolli metaani anaeroobses oksüdatsioonis. MCR-i struktuur sisaldab ainulaadset nikkeltetrahüdrokorfinoidi, tuntud ka kui koensüüm F430, ja mitmesuguseid ebatavalisi translatsioonijärgseid modifikatsioone (PTM). Need modifikatsioonid on üliolulised ensüümi funktsioneerimiseks, mis esineb metanogeensetes arheides kahe isoensüümina (MCRI ja MCRII). Methanococcales tuvastati uus tüüp MCRIII. Siiski on nende modifikatsioonide kohta seni läbi viidud vähe uuringuid. Esile tõstetud põhjalik ülevaade praegustest teadmistest MCR-i ja selle PTM-ide kohta PMCID et PTM-ide funktsioonide ja nende mõju MCR-i aktiivsusele ja stabiilsusele paremaks mõistmiseks on vaja tulevasi uuringuid.
MCR-i aktiivne sait sisaldab koensüümi F430, mille nikliioon katalüüsib vajalikke redoksreaktsioone Ni(1+) oksüdatsiooni olekus. Aktiivse saidi reaktsioonimehhanismid hõlmavad kahte substraati ja toodavad metaani ja muid tooteid, kusjuures uuritakse selle reaktsiooni kolme võimalikku mehhanismi. Need leiud on olulised mitte ainult alusuuringute jaoks, vaid ka uute tehnoloogiate väljatöötamiseks bioloogilistest allikatest energia tootmiseks.
MCR-i aktiveerimismehhanismi jaoks vajalike kolme spetsiaalse metallikompleksi avastamine näitab paralleele lämmastikus leiduvate katalüsaatoritega. Nende süsteemide sarnasus viitab sellele, et neil võib olla ühine evolutsiooniline päritolu, mis toob esile bioloogiliste katalüsaatorite üldise keerukuse ja kohanemisvõime. Dr Lorent kutsub seetõttu üles tõhustama energiatootmise ja kliimakaitse looduslike katalüsaatorite uurimist.