Avanço na pesquisa de metano: equipe de Marburg decodifica enzimas importantes

Avanço na pesquisa de metano: equipe de Marburg decodifica enzimas importantes

Em 16 de abril de 2025, uma equipe de pesquisa da Philipps University Marburg alcançou um avanço promissor na pesquisa do metano. As descobertas, publicadas na renomada revista de pesquisa Natureza, concentram-se na ativação da metil coenzima M redutase (MCR), uma enzima central na produção biológica de metano. O metano (CH4) tem um potencial de aquecimento global muitas vezes superior ao do dióxido de carbono (CO2) e representa, portanto, um desafio significativo na luta contra as alterações climáticas.

Pela primeira vez, os pesquisadores conseguiram isolar e caracterizar o complexo de ativação MCR de um organismo modelo metanogênico. Este processo requer uma pequena proteína conhecida como McrC, bem como proteínas marcadoras metanogênicas específicas (MMPs) e uma ATPase. A ativação do MCR é orquestrada pelo fornecimento de energia na forma de ATP. Até agora, não estava claro exatamente como esse mecanismo funciona, principalmente devido ao desafio associado ao átomo de níquel no cofator F430.

Desenvolvimentos na produção bioquímica de metano

Os pesquisadores identificaram três compostos metálicos especializados, chamados clusters L, usando microscopia crioeletrônica. Estes aglomerados L, que anteriormente só eram suspeitos em relação às nitrogenases, mostram uma ligação interessante entre a produção de metano e a fixação de azoto. Este avanço pode ter implicações importantes para a regulação das emissões de metano e para a compreensão dos ciclos biogeoquímicos.

Os resultados do estudo são vistos como um marco na pesquisa de processos bioquímicos. O Prof. Dr. Gert Bange, um importante cientista da Universidade de Marburg, destaca a excelência da universidade em microbiologia e pesquisa climática e enfatiza as perspectivas que as novas descobertas oferecem para a pesquisa climática e a biologia evolutiva. A publicação original sobre isso está sob o DOI: 10.1038/s41586-025-08890-7 encontrar.

Conexão entre metanógenos e micróbios

As conclusões sobre o MCR são particularmente relevantes porque devem ser consideradas no contexto de pesquisas anteriores. Por exemplo, Ueno et al. (2006) a metanogênese microbiana no início da era arqueana. Wolfe e Fournier (2018) também analisam como a transferência horizontal de genes influenciou a evolução dos metanógenos. O trabalho de Thauer e outros (2008; 2019) mostra como são destacadas as diferenças ecológicas na produção de energia e o papel das metil-coenzima M redutases na formação anaeróbica de metano.

O Instituto Max Planck de Biofísica e o Instituto Max Planck de Microbiologia Terrestre de Marburg também contribuem para este campo do conhecimento ao estudar a produção de metano por arqueobactérias em ambientes livres de oxigênio. Estas arqueobactérias estão ativas em vários habitats, como campos de arroz, charnecas e estômagos de vacas, e desempenham um papel essencial na formação biológica de metano.

Através de um conhecimento mais profundo das estruturas enzimáticas, especialmente das hidrogenases de níquel-ferro, que são cruciais para a formação de metano, futuras aplicações técnicas na produção de hidrogénio poderão ser desenvolvidas. Estas enzimas poderiam ser otimizadas para aumentar a sua estabilidade em relação ao oxigênio e, assim, abrir novas possibilidades para a produção de energia.

A investigação actual promete, portanto, não só uma melhor compreensão da produção biológica de metano, mas também abordagens para combater os desafios climáticos através de tecnologias melhoradas.