甲烷研究的突破：微生物如何拯救我们的气候！

甲烷研究的突破：微生物如何拯救我们的气候！

马尔堡菲利普大学合成微生物学中心 (SYNMIKRO) 和柏林工业大学的研究人员在了解甲基辅酶 M 还原酶 (MCR) 方面取得了重大进展。这种酶在生物甲烷生产中发挥着重要作用，是地球上最丰富的酶之一。这项研究的结果发表在著名的《自然》杂志上，显示了与固氮过程之间显着的进化联系，固氮过程是全球氮循环的核心，因为微生物从空气中吸收和转化氮。大声 柏林工业大学 这一突破对于更好地应对能源领域和气候变化的挑战至关重要。

该研究的合著者 Christian Lorent 博士强调，产甲烷古菌每年产生多达 10 亿吨甲烷。这些排放会导致全球变暖，但也提供了作为可再生能源的潜力。 MCR负责在复杂的生化过程中产生甲烷，研究小组从马里帕鲁迪斯甲烷球菌中分离并表征了MCR活化复合物。它还发现了一种名为 McrC 的小蛋白质的显着影响，它在 ATP 依赖性过程中激活 MCR。这一发现加深了我们对甲烷产生分子机制的理解。

MCR 在产甲烷过程中的作用

MCR 催化产甲烷的最后一步，并且在甲烷的厌氧氧化中也起着至关重要的作用。 MCR 的结构包括独特的四氢蛇形镍，也称为辅酶 F430，以及各种不寻常的翻译后修饰 (PTM)。这些修饰对于该酶的功能至关重要，该酶以两种同工酶（MCRI 和 MCRII）的形式存在于产甲烷古菌中。在甲烷球菌中鉴定出一种新类型，MCRIII。然而，迄今为止，对这些修改进行的研究很少。全面概述 MCR 及其 PTM 的当前知识 PMCID 未来的研究需要更好地了解 PTM 的功能及其对 MCR 活性和稳定性的影响。

MCR的活性位点含有辅酶F430，其镍离子在Ni(1+)氧化态下催化必要的氧化还原反应。活性位点的反应机制涉及两种底物并产生甲烷和其他产物，正在研究该反应的三种可能机制。这些发现不仅对于基础研究很重要，而且对于生物能源新技术的开发也很重要。

MCR 激活机制所需的三种特殊金属配合物的发现与固氮酶中发现的催化剂相似。这些系统之间的相似性表明可能存在共同的进化起源，凸显了生物催化剂的一般复杂性和适应性。因此，洛伦特博士呼吁加强对能源生产和气候保护天然催化剂的研究。