Průlom ve výzkumu metanu: Enzym přináší naději na klima!
Průlom ve výzkumu metanu: Enzym přináší naději na klima!
Berlin, Deutschland - Vědci v Centru pro syntetickou mikrobiologii (Synmikro) z Philipps University Marburg a Technical University of Berlin dosáhli významného průlomu v porozumění aktivaci enzymu methyl-koenzym-m reduktázu (MCR). MCR je centrální enzym, který je zodpovědný za téměř celou produkci biologického metanu a je jedním z nejčastějších enzymů na Zemi. Stručné výsledky této studie byly zveřejněny v renomovaném časopise „Nature“.
Methanogenní archaeen, který používá tento enzym, produkují každý rok až miliardu tun metanu. To má nejen dopad na změnu klimatu, ale také nabízí potenciál jako zdroj obnovitelné energie. Dr. Christian Lorent, spoluautor studie, zdůrazňuje, že výsledky základního výzkumu mohou být rozhodující, aby čelily výzvám energetických požadavků a změny klimatu.
spojení mezi methanogenezí a fixací dusíku
Studie ukazuje evoluční spojení mezi methanogenezí a fixací dusíku. Ten je prvním krokem globálního cyklu dusíku, ve kterém mikroorganismy absorbují dusík ze vzduchu a převádějí. MCR hraje klíčovou roli v anaerobní produkci mikrobiálního metanu, protože katalyzuje poslední krok methanogeneze a první krok anaerobní oxidace metanu (AOM).
Ve studii byl izolován a charakterizován aktivační komplex MCR z methanococcus maripaludis. Bylo zjištěno, že MCR - mimo jiné koenzymem F430, který závisí na nikhionu v oxidačním stavu Ni (1+) - mnoho speciálních kovových komplexů. Tyto ko -faktory obsahují železo a síru a mají zásadní význam pro přenos elektronů. Byly také identifikovány tři specializované kovové komplexy, které se vyskytují v MCR i v dusíku.
Role MCR při produkci metanu
Methanogeneze je proces, kterým je metan tvořen mikroby, takže methanogeny se nazývají. Mezi hlavní cesty methanogeneze patří acetoklastická a hydrogenotrofní. V prvním případě se používá acetát, zatímco ve druhém případě oxid uhličitý a vodík prospívají navzájem. Chemické reakce to jasně ukazují:
- CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O
- CH3COOH → CH4 + CO2
mcr je vytvořen jako heterotrimer dimer a obvykle sestává ze tří podjednotek: a (MCRA), β (mcrb) a y (mcrg). Aktivita MCR je založena na niklu v koenzymu F430, který může existovat v různých oxidačních stavech. Studie také identifikovala zajímavé posttranslační modifikace z MCR, které byly prozkoumány do omezeného rozsahu, ale mohou mít významné účinky na aktivitu a stabilitu enzymu.
V budoucnu byporozumění mechanismům, které hrají roli v aktivaci a fungování MCR, by mohlo nejen rozvíjet oblast biotechnologie, ale také nabízet řešení pro současné environmentální problémy. Se zlepšením technologií výroby energie a podporou vazby oxidu uhličitého představují zjištění z tohoto výzkumu významný pokrok pro udržitelný rozvoj.
Stručně řečeno, lze říci, že výsledky této studie nejenže přispívají k porozumění methanogenezi, ale také ukazují možné způsoby, jak snížit změnu klimatu. S ohledem na roli metanu jako silného skleníkového plynu, jehož globální potenciál vytápění je o 25krát silnější než u oxidu uhličitého, má výzkum MCR a jeho fungování největší význam. Další informace o tomto tématu a o současném vývoji ve výzkumu metanu jsou úplné články na webových stránkách pmc a
| Details | |
|---|---|
| Ort | Berlin, Deutschland |
| Quellen | |