Proboj u istraživanju metana: Enzim donosi nadu za klimu!

Proboj u istraživanju metana: Enzim donosi nadu za klimu!

Berlin, Deutschland - Istraživači iz Centra za sintetičku mikrobiologiju (SYNMIKRO) Sveučilišta Philipps Marburg i Tehničkog sveučilišta u Berlinu postigli su značajan proboj u razumijevanju aktivacije enzima metil-koenzim-m reduktaze (MCR). MCR je središnji enzim, koji je odgovoran za gotovo cijelu proizvodnju biološkog metana i jedan je od najčešćih enzima na zemlji. Sažeti rezultati ove studije objavljeni su u poznatom časopisu "Nature".

Metanogeni Archaeen koji koristi ovaj enzim svake godine proizvodi do milijardu tona metana. To ne samo da utječe na klimatske promjene, već nudi i potencijal kao izvor obnovljivih izvora energije. Dr. Christian Lorent, ko -autor studije, naglašava da rezultati osnovnih istraživanja mogu biti presudni kako bi se suprotstavili izazovima energetskih potreba i klimatskih promjena.

Povezanost između metanogeneze i fiksacije dušika

Studija pokazuje evolucijsku vezu između metanogeneze i fiksacije dušika. Potonji je prvi korak globalnog ciklusa dušika, u kojem mikroorganizmi apsorbiraju dušik iz zraka i pretvaraju. MCR igra ključnu ulogu u proizvodnji anaerobnog mikroba, jer katalizira posljednji korak metanogeneze i prvi korak anaerobne oksidacije metana (AOM).

U studiji je izoliran i karakteriziran MCR aktivacijski kompleks iz Metanococcus Maripaludis. Utvrđeno je da je MCR - između ostalog, koenzimom F430, koji ovisi o nikvu u stanju oksidacije ni (1+) - mnogim posebnim metalnim kompleksima. Ovi ko -faktori sadrže željezo i sumpor i od presudne su važnosti za prijenos elektrona. Identificirana su i tri specijalizirana metalna kompleksa koja se javljaju i u MCR i u dušigenazi.

Uloga MCR -a u proizvodnji metana

Metanogeneza je proces, kojim se metan formira mikrobima, tako da se analizira metanogeni. Glavni putevi metanogeneze uključuju acetoklastičnu i hidrogenotrofičnu. U prvom slučaju koristi se acetat, dok u drugom slučaju imaju koristi od ugljičnog dioksida i vodika. Kemijske reakcije to jasno pokazuju:

• CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O
• CH3COOH → CH4 + CO2

MCR je izgrađen kao heterotrimer dimer i obično se sastoji od tri podjedinice: α (mCRA), β (mcRB) i γ (mCRG). Aktivnost MCR -a temelji se na nikla u koenzimu F430, koji može postojati u različitim oksidacijskim stanjima. Studija je također identificirala zanimljive post-translacijske modifikacije MCR-a, koje su istražene u ograničenoj mjeri, ali mogu imati značajne učinke na enzimsku aktivnost i stabilnost.

​​razumijevanje mehanizama koji igraju ulogu u aktivaciji i funkcioniranju MCR -a ne samo da bi unaprijedilo područje biotehnologije, već bi ponudio i rješenja za trenutne probleme okoliša. Poboljšanjem tehnologija za proizvodnju energije i promicanjem vezanja ugljičnog dioksida, nalazi ovog istraživanja predstavljaju značajan napredak za održivi razvoj.

Za daljnje informacije o ovoj temi i o trenutnim razvojima u istraživanju metana, cjeloviti članci na web stranicama PMC i Wikipedia