اختراق في أبحاث الميثان: إنزيم يجلب الأمل في المناخ!
اختراق في أبحاث الميثان: إنزيم يجلب الأمل في المناخ!
Berlin, Deutschland - حقق الباحثون في مركز علم الأحياء الدقيقة الاصطناعية (Synmikro) بجامعة فيليبس ماربورغ والجامعة التقنية في برلين اختراقًا كبيرًا في فهم تنشيط الإنزيم المختزل (MCR). MCR هو الإنزيم المركزي ، المسؤول عن إنتاج الميثان البيولوجي بأكمله تقريبًا وهو أحد أكثر الإنزيمات شيوعًا على الأرض. تم نشر النتائج الموجزة لهذه الدراسة في المجلة الشهيرة "الطبيعة".
archaeen الميثانوجين الذي يستخدم هذا الإنزيم ينتج ما يصل إلى مليار طن من الميثان كل عام. هذا ليس له تأثير على تغير المناخ فحسب ، بل يوفر أيضًا إمكانات كمصدر للطاقة المتجددة. يؤكد الدكتور كريستيان لورنت ، المؤلف المشترك للدراسة ، أن نتائج البحوث الأساسية يمكن أن تكون حاسمة من أجل مواجهة تحديات متطلبات الطاقة وتغير المناخ.
العلاقة بين التوليد الميثان وتثبيت النيتروجين
تُظهر الدراسة وجود علاقة تطورية بين تكوين الميثان وتثبيت النيتروجين. هذا الأخير هو الخطوة الأولى من دورة النيتروجين العالمية ، حيث تمتص الكائنات الحية الدقيقة النيتروجين من الهواء وتحويلها. يلعب MCR دورًا مهمًا في إنتاج الميثان الميكروبي اللاهوائي ، حيث يحفز الخطوة الأخيرة من تكوين الميثان والخطوة الأولى من الأكسدة اللاهوائية للميثان (AOM).
في الدراسة ، تم عزل مجمع تنشيط MCR من Methanococcus Maripaludis. وقد وجد أن MCR - من بين أشياء أخرى ، من خلال أنزيم F430 ، والذي يعتمد على نيكيليون في حالة الأكسدة Ni (1+) - العديد من المجمعات المعدنية الخاصة. تحتوي هذه العوامل المشتركة على الحديد والكبريت وهي ذات أهمية حاسمة لنقل الإلكترون. تم تحديد ثلاثة مجمعات معدنية متخصصة أيضًا تحدث في كل من MCR و Nitrogenase.
دور MCR في إنتاج الميثان
تكوين الميثان هو العملية ، التي يتشكل بها الميثان بواسطة الميكروبات ، حتى الميثانوجينات. وتشمل المسارات الرئيسية لتكوين الميثانوجين الأسب والهيدروجين. في الحالة الأولى ، يتم استخدام الأسيتات ، بينما في الحالة الثانية تستفيد ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين من بعضها البعض. تظهر التفاعلات الكيميائية بوضوح هذا:
- CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O
- CH3COOH → CH4 + CO2
تم بناء MCR باعتباره خافتًا غير متغاير ويتكون عادة من ثلاث وحدات فرعية: α (MCRA) ، β (MCRB) و γ (MCRG). يعتمد نشاط MCR على النيكل في الإنزيم F430 ، والذي يمكن أن يوجد في حالات الأكسدة المختلفة. حددت الدراسة أيضًا تعديلات مثيرة للاهتمام لما بعد التحويلات من MCR ، والتي تم البحث فيها إلى حد محدود ، ولكن يمكن أن يكون لها تأثيرات كبيرة على نشاط الإنزيم والاستقرار.
في المستقبل ، لم يستطع فهم الآليات التي تلعب دورًا في تنشيط MCR وتشغيلها في مجال التكنولوجيا الحيوية ، ولكن أيضًا تقديم حلول للمشاكل البيئية الحالية. مع تحسين تقنيات توليد الطاقة وتعزيز ربط ثاني أكسيد الكربون ، تمثل نتائج هذا البحث تقدمًا كبيرًا في التنمية المستدامة. باختصار ، يمكن القول أن نتائج هذه الدراسة لا تقدم مساهمة مهمة في فهم الميثان ، ولكن أيضًا تُظهر طرقًا محتملة لتقليل تغير المناخ. في ضوء دور الميثان كغاز دفيئة قوي ، تكون إمكانات التسخين العالمية أقوى 25 مرة من ثاني أكسيد الكربون ، والأبحاث على MCR وأداءها لها أهمية أكبر.للحصول على مزيد من المعلومات حول هذا الموضوع وعلى التطورات الحالية في أبحاث الميثان ، فإن المقالات الكاملة على مواقع الويب الخاصة بـ PMC و
| Details | |
|---|---|
| Ort | Berlin, Deutschland |
| Quellen | |