Suche
Mein Konto
Preboj v raziskavah metana: Kako lahko mikrobi rešijo naše podnebje!
Raziskovalci na TU Berlin in Univerzi v Marburgu dosegajo preboj z metil koencimom M reduktazo. Rezultati objavljeni v "Nature".
Preboj v raziskavah metana: Kako lahko mikrobi rešijo naše podnebje!
Raziskovalci Centra za sintetično mikrobiologijo (SYNMIKRO) na Philippsovi univerzi v Marburgu in TU Berlin so znatno napredovali pri razumevanju metil-koencim M reduktaze (MCR). Ta encim igra bistveno vlogo pri biološki proizvodnji metana in je eden najpogostejših encimov na Zemlji. Rezultati te raziskave so bili objavljeni v priznani reviji Nature in kažejo izjemno evolucijsko povezavo s procesi fiksacije dušika, ki so osrednjega pomena za svetovni krog dušika, saj mikroorganizmi absorbirajo in pretvarjajo dušik iz zraka. Glasno TU Berlin Ta preboj je ključen za boljše soočanje z izzivi v energetskem sektorju in podnebnimi spremembami.
Dr. Christian Lorent, soavtor študije, poudarja, da metanogene arheje letno proizvedejo do milijardo ton metana. Te emisije prispevajo k globalnemu segrevanju, ponujajo pa tudi potencial kot obnovljivi vir energije. MCR je odgovoren za proizvodnjo metana v kompleksnem biokemičnem procesu, raziskovalna skupina pa je izolirala in opisala aktivacijski kompleks MCR iz Methanococcus maripaludis. Ugotovil je tudi pomemben vpliv majhne beljakovine, imenovane McrC, ki aktivira MCR v procesu, odvisnem od ATP. To odkritje poglablja naše razumevanje molekularnih mehanizmov, na katerih temelji proizvodnja metana.
Vloga MCR v metanogenezi
MCR katalizira zadnjo stopnjo metanogeneze in ima tudi ključno vlogo pri anaerobni oksidaciji metana. Struktura MCR vključuje edinstven nikelj tetrahidrokorfinoid, znan tudi kot koencim F430, in različne nenavadne posttranslacijske modifikacije (PTM). Te modifikacije so ključne za delovanje encima, ki se v metanogenih arhejah pojavlja kot dva izoencima (MCRI in MCRII). Nova vrsta, MCRIII, je bila ugotovljena pri Methanococcales. Vendar je bilo do danes izvedenih le malo študij o teh spremembah. Poudarjeno v celovitem pregledu trenutnega znanja o MCR in njegovih PTM PMCID da so potrebne prihodnje raziskave za boljše razumevanje funkcij PTM in njihovega vpliva na aktivnost in stabilnost MCR.
Aktivno mesto MCR vsebuje koencim F430, katerega nikljev ion katalizira potrebne redoks reakcije v Ni(1+) oksidacijskem stanju. Reakcijski mehanizmi na aktivnem mestu vključujejo dva substrata in proizvajajo metan in druge produkte, pri čemer preiskujejo tri možne mehanizme za to reakcijo. Te ugotovitve niso pomembne le za temeljne raziskave, ampak tudi za razvoj novih tehnologij za pridobivanje energije iz bioloških virov.
Odkritje treh specializiranih kovinskih kompleksov, potrebnih za aktivacijski mehanizem MCR, kaže vzporednice s katalizatorji, ki jih najdemo v nitrogenazi. Podobnost med temi sistemi nakazuje, da lahko obstaja skupen evolucijski izvor, kar poudarja splošno kompleksnost in prilagodljivost bioloških katalizatorjev. Dr. Lorent zato poziva k okrepitvi raziskav naravnih katalizatorjev za proizvodnjo energije in zaščito podnebja.