Suche
Mein Konto
Prelom vo výskume metánu: Ako môžu mikróby zachrániť našu klímu!
Výskumníci z TU Berlín a Univerzity v Marburgu dosiahli prelom s metylkoenzýmom M reduktázou. Výsledky publikované v „Nature“.
Prelom vo výskume metánu: Ako môžu mikróby zachrániť našu klímu!
Výskumníci z Centra pre syntetickú mikrobiológiu (SYNMIKRO) na Univerzite Philipps v Marburgu a na TU Berlín dosiahli významný pokrok v pochopení metyl-koenzýmu M reduktázy (MCR). Tento enzým hrá zásadnú úlohu pri biologickej produkcii metánu a je jedným z najrozšírenejších enzýmov na Zemi. Výsledky tohto výskumu boli publikované v renomovanom časopise Nature a ukazujú pozoruhodné evolučné spojenie s procesmi fixácie dusíka, ktoré sú kľúčové pre globálny cyklus dusíka, keďže mikroorganizmy absorbujú a premieňajú dusík zo vzduchu. nahlas TU Berlín Tento prelom je kľúčový pre lepšie riešenie výziev v odvetví energetiky a klimatických zmien.
Dr. Christian Lorent, spoluautor štúdie, zdôrazňuje, že až miliardu ton metánu ročne vyprodukujú metanogénne archaea. Tieto emisie prispievajú ku globálnemu otepľovaniu, ale ponúkajú aj potenciál ako obnoviteľný zdroj energie. MCR je zodpovedný za produkciu metánu v komplexnom biochemickom procese a výskumný tím izoloval a charakterizoval aktivačný komplex MCR z Methanococcus maripaludis. Identifikoval tiež významný vplyv malého proteínu nazývaného McrC, ktorý aktivuje MCR v procese závislom od ATP. Tento objav prehlbuje naše chápanie molekulárnych mechanizmov, ktoré sú základom produkcie metánu.
Úloha MCR v metanogenéze
MCR katalyzuje posledný krok metanogenézy a tiež hrá kľúčovú úlohu pri anaeróbnej oxidácii metánu. Štruktúra MCR zahŕňa jedinečný nikel tetrahydrokorfinoid, tiež známy ako koenzým F430, a rôzne neobvyklé posttranslačné modifikácie (PTM). Tieto modifikácie sú kľúčové pre funkciu enzýmu, ktorý sa v metanogénnych archeách vyskytuje ako dva izoenzýmy (MCRI a MCRII). Nový typ, MCRIII, bol identifikovaný v Metanococcales. Doteraz sa však o týchto modifikáciách uskutočnilo len málo štúdií. Zvýraznené v komplexnom prehľade súčasných poznatkov o MCR a jeho PTM PMCID že budúci výskum je potrebný na lepšie pochopenie funkcií PTM a ich vplyvu na aktivitu a stabilitu MCR.
Aktívne miesto MCR obsahuje koenzým F430, ktorého ión niklu katalyzuje potrebné redoxné reakcie v oxidačnom stave Ni(1+). Reakčné mechanizmy na aktívnom mieste zahŕňajú dva substráty a produkujú metán a ďalšie produkty, pričom sa skúmajú tri možné mechanizmy tejto reakcie. Tieto poznatky sú dôležité nielen pre základný výskum, ale aj pre vývoj nových technológií na výrobu energie z biologických zdrojov.
Objav troch špecializovaných komplexov kovov potrebných na aktivačný mechanizmus MCR ukazuje paralely s katalyzátormi nachádzajúcimi sa v dusíkatej látke. Podobnosť medzi týmito systémami naznačuje, že môže existovať spoločný evolučný pôvod, čo zdôrazňuje všeobecnú zložitosť a prispôsobivosť biologických katalyzátorov. Doktor Lorent preto vyzýva na zintenzívnenie výskumu prírodných katalyzátorov na výrobu energie a ochranu klímy.