Metano tyrimų proveržis: fermentas suteikia vilties klimatui!

Metano tyrimų proveržis: fermentas suteikia vilties klimatui!

Berlin, Deutschland - Philipps universiteto Marburgo ir Berlyno techninio universiteto Sintetinės mikrobiologijos centro (Synmikro) tyrėjai pasiekė didelį proveržį supratant fermento metil-koenzmento reduktazės (MCR) aktyvaciją. MCR yra centrinis fermentas, atsakingas už beveik visą biologinio metano gamybą ir yra vienas iš labiausiai paplitusių fermentų žemėje. Grumingi šio tyrimo rezultatai buvo paskelbti garsiajame žurnale „Nature“.

metanogeninis archaeenas, kuris naudoja šį fermentą, kiekvienais metais sukuria iki milijardo tonų metano. Tai ne tik daro įtaką klimato pokyčiams, bet ir suteikia potencialą kaip atsinaujinančios energijos šaltinį. Tyrimo bendraautorė dr. Christianas Lorentas pabrėžia, kad pagrindinių tyrimų rezultatai gali būti lemiami siekiant kovoti su energijos poreikių ir klimato pokyčių iššūkiais.

ryšys tarp metanogenezės ir azoto fiksacijos

Tyrimas rodo evoliucinį ryšį tarp metanogenezės ir azoto fiksacijos. Pastarasis yra pirmasis pasaulinio azoto ciklo žingsnis, kurio metu mikroorganizmai sugeria azotą iš oro ir konvertuoja. MCR vaidina lemiamą vaidmenį anaerobinio mikrobų metano gamyboje, nes jis katalizuoja paskutinį metanogenezės žingsnį ir pirmąjį metano anaerobinės oksidacijos žingsnį (AOM).

Tyrime buvo išskirtas ir apibūdintas Methanococcus maripaludis MCR aktyvacijos kompleksas. Nustatyta, kad MCR, be kita ko, „Coenzyme F430“, kuris priklauso nuo nikeliono oksidacijos būsenoje Ni (1+) - daugybę specialių metalų kompleksų. Šie veiksniai turi geležies ir sieros ir yra nepaprastai svarbios elektronų perdavimui. Taip pat buvo nustatyti trys specializuoti metalų kompleksai, atsirandantys tiek MCR, tiek nitrogenazėje.

MCR vaidmuo metano gamyboje

metanogenezė yra procesas, kurio metu metanas susidaro mikrobais, taigi vadinamais metanogenais. Pagrindiniai metanogenezės keliai yra acetoklastinis ir hidrogenotrofinis. Pirmuoju atveju naudojamas acetatas, o antrame atveju anglies dioksidas ir vandenilis naudingas vienas kitam. Cheminės reakcijos aiškiai parodo tai:

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

MCR yra pastatytas kaip heterotrimerio dimeris ir paprastai susideda iš trijų subvienetų: α (MCRA), β (MCRB) ir γ (MCRG). MCR aktyvumas grindžiamas nikelio koenzimu F430, kuris gali egzistuoti skirtingose ​​oksidacijos būsenose. Tyrime taip pat buvo nustatytos įdomios MCR modifikacijos po transliacijos, kurios buvo ištirtos ribotai, tačiau gali turėti didelę įtaką fermentų aktyvumui ir stabilumui.

supratimas apie mechanizmus, vaidinančius MCR aktyvaciją ir veikimą, galėtų ne tik pagerinti biotechnologijų sritį, bet ir pasiūlyti sprendimus dabartinėms aplinkos problemoms. Tobulinant energijos generavimo technologijas ir skatinant anglies dioksido įrišimą, šio tyrimo išvados rodo didelę tvarios plėtros pažangą.

Norėdami gauti daugiau informacijos šia tema ir dabartiniais metano tyrimų pokyčiais "https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/pmc7581889/"> pmc ir wikipedia