Prielom vo výskume metánu: Enzým prináša nádej na podnebie!
Prielom vo výskume metánu: Enzým prináša nádej na podnebie!
Berlin, Deutschland - Vedci v Centre pre syntetickú mikrobiológiu (Synmikro) Filips University Marburg a Technická univerzita v Berlíne dosiahli významný prielom v porozumení aktivácie enzýmu metyl-koenzýmu-m reduktázy (MCR). MCR je centrálny enzým, ktorý je zodpovedný za takmer celú produkciu biologického metánu a je jedným z najbežnejších enzýmov na Zemi. Stručné výsledky tejto štúdie boli uverejnené v renomovanom časopise „Nature“.
Metanogénny archaeen, ktorý používa tento enzým, každý rok produkuje až miliardu ton metánu. To má nielen vplyv na zmenu klímy, ale ponúka aj potenciál ako zdroj energie. Christian Lorent, spoluautor štúdie, zdôrazňuje, že výsledky základného výskumu môžu byť rozhodujúce s cieľom čeliť výzvam energetických požiadaviek a zmeny klímy.
Spojenie medzi metanogenézou a fixáciou dusíka
Štúdia ukazuje evolučné spojenie medzi metanogenézou a fixáciou dusíka. Ten je prvým krokom globálneho cyklu dusíka, v ktorom mikroorganizmy absorbujú dusík zo vzduchu a konvertujú. MCR hrá rozhodujúcu úlohu pri produkcii anaeróbneho mikrobiálneho metánu, pretože katalyzuje posledný krok metanogenézy a prvý krok anaeróbnej oxidácie metánu (AOM).
V štúdii bol izolovaný a charakterizovaný aktivačný komplex MCR z metanococcus maripaludis. Zistilo sa, že MCR - okrem iného, koenzýmom F430, ktorý závisí od pani v oxidačnom stave Ni (1+) - mnohých špeciálnych kovových komplexov. Tieto ko -faktory obsahujú železo a síru a majú zásadný význam pre prenos elektrónov. Boli tiež identifikované tri špecializované kovové komplexy, ktoré sa vyskytujú v MCR aj v nitrogenáze.
Úloha MCR pri produkcii metánu
Metanogenéza je proces, ktorým sa metán tvorí mikróbmi, tak zavolanými metanogénmi. Medzi hlavné cesty metanogenézy patrí acetoclastický a hydrogenotrofický. V prvom prípade sa používa acetát, zatiaľ čo v druhom prípade oxid uhličitý a vodík využívajú navzájom. Chemické reakcie to jasne ukazujú:
- CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O
- ch3cooh → ch4 + co2
MCR je vytvorený ako heterotrimérový dimér a zvyčajne pozostáva z troch podjednotiek: a (MCRA), p (MCRB) a y (MCRG). Aktivita MCR je založená na nikle v koenzýme F430, ktorý môže existovať v rôznych oxidačných stavoch. Štúdia tiež identifikovala zaujímavé posttranslačné modifikácie z MCR, ktoré sa skúmali v obmedzenom rozsahu, ale môžu mať významné účinky na enzýmovú aktivitu a stabilitu.
V budúcnosti bypochopenie mechanizmov, ktoré zohrávajú úlohu pri aktivácii a fungovaní MCR, nemohlo nielen pokročiť v oblasti biotechnológie, ale tiež ponúknuť riešenia súčasných environmentálnych problémov. So zlepšením technológií výroby energie a podporou väzby oxidu uhličitého predstavujú zistenia z tohto výskumu významný pokrok trvalo udržateľného rozvoja.
Stručne povedané, možno povedať, že výsledky tejto štúdie nielen významne prispievajú k porozumeniu metanogenézy, ale tiež ukazujú možné spôsoby, ako znížiť zmenu podnebia. Vzhľadom na úlohu metánu ako silného skleníkového plynu, ktorého globálny vykurovací potenciál je 25 -krát silnejší ako úloha oxidu uhličitého, je výskum MCR a jeho fungovanie najväčším významom. Ďalšie informácie o tejto téme a súčasnom vývoji vo výskume metánu, úplné články na webových stránkach pmc a
| Details | |
|---|---|
| Ort | Berlin, Deutschland |
| Quellen | |