Gjennombrudd i metanforskning: Enzym gir håp for klimaet!

Gjennombrudd i metanforskning: Enzym gir håp for klimaet!

Berlin, Deutschland - Forskere ved Center for Synthetic Microbiology (Synmikro) ved Philipps University Marburg og det tekniske universitetet i Berlin har oppnådd et betydelig gjennombrudd for å forstå aktiveringen av enzymet metyl-koenzym-m reduktase (MCR). MCR er det sentrale enzymet, som er ansvarlig for nesten hele biologisk metanproduksjon og er en av de vanligste enzymer på jorden. De konsise resultatene av denne studien ble publisert i den anerkjente tidsskriftet "Nature".

Metanogen archaeen som bruker dette enzymet produserer opptil en milliard tonn metan hvert år. Dette har ikke bare innvirkning på klimaendringene, men tilbyr også potensial som en fornybar energikilde. Dr. Christian Lorent, medforfatter av studien, understreker at resultatene av grunnleggende forskning kan være avgjørende for å motvirke utfordringene med energikrav og klimaendringer.

Forbindelse mellom metanogenese og nitrogenfiksering

Studien viser en evolusjonær forbindelse mellom metanogenese og nitrogenfiksering. Det siste er det første trinnet i den globale nitrogensyklusen, der mikroorganismer absorberer nitrogen fra luften og konverterer. MCR spiller en avgjørende rolle i anaerob mikrobiell metanproduksjon, da den katalyserer det siste trinnet med metanogenese og det første trinnet med anaerob oksidasjon av metan (AOM).

I studien ble MCR -aktiveringskomplekset fra Methanococcus maripaludis isolert og karakterisert. Det ble funnet at MCR - blant annet av koenzymet F430, som avhenger av en nikkel i oksidasjonstilstanden Ni (1+) - mange spesielle metallkomplekser. Disse co -faktorene inneholder jern og svovel og er av avgjørende betydning for elektronoverføring. Tre spesialiserte metallkomplekser ble også identifisert som forekommer i både MCR og nitrogenase.

MCRs rolle i metanproduksjon

Metanogenese er prosessen, hvor metan dannes av mikrober, så kalt metanogener. Hovedveiene for metanogenese inkluderer den acetoklastiske og hydrogenotrofiske. I det første tilfellet brukes acetat, mens i det andre tilfellet er karbondioksid og hydrogen fordel av hverandre. De kjemiske reaksjonene viser tydelig dette:

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

MCR er bygd opp som en heterotrimerdimer og består typisk av tre underenheter: α (mCRA), β (mCRB) og y (mcrg). Aktiviteten til MCR er basert på nikkel i koenzymet F430, som kan eksistere i forskjellige oksidasjonstilstander. Studien identifiserte også interessante post-translasjonelle modifikasjoner fra MCR, som i begrenset grad har blitt undersøkt, men kan ha signifikante effekter på enzymaktivitet og stabilitet.

forståelsen av mekanismene som spiller en rolle i aktiveringen og funksjonen til MCR ikke bare fremme området for bioteknologi, men også tilby løsninger for nåværende miljøproblemer. Med forbedring av energiproduksjonsteknologier og promotering av karbondioksidbinding, representerer funnene fra denne forskningen betydelig fremgang for bærekraftig utvikling.

For ytterligere informasjon om dette emnet og om den nåværende utviklingen innen metanforskning, var de fulle artiklene på nettstedene til pmc og wikipedia