甲烷營養(yǎng)細菌每年消耗 3000 萬噸甲烷，并因其將強效溫室氣體轉化為可用燃料的天然能力而吸引了研究人員。然而，我們對復雜反應是如何發(fā)生的知之甚少，這限制了我們利用雙重利益為我們所用的能力。
通過研究細菌用來催化反應的酶，西北大學的一個研究小組現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了可能驅動這一過程的關鍵結構。
他們的研究結果將于周五(3 月 18 日)發(fā)表在《科學》雜志上，最終可能會導致開發(fā)將甲烷氣體轉化為甲醇的人造生物催化劑。
“甲烷具有非常強的結合力，因此有一種酶可以做到這一點非常了不起，”該論文的資深作者，西北大學的 Amy Rosenzweig 說。“如果我們不確切了解酶是如何進行這種困難的化學反應的，我們將無法針對生物技術應用對其進行工程設計和優(yōu)化。”
Rosenzweig 是西北大學溫伯格文理學院的溫伯格家族生命科學特聘教授，在分子生物科學和化學領域任職。
這種酶稱為顆粒甲烷單加氧酶 (pMMO)，是一種特別難以研究的蛋白質，因為它嵌入細菌的細胞膜中。
通常，當研究人員研究這些甲烷氧化細菌時，他們會使用一個苛刻的過程，在這個過程中，使用洗滌劑溶液將蛋白質從細胞膜中剝離出來。雖然這個過程有效地分離了酶，但它也殺死了所有酶的活性并限制了研究人員可以收集的信息量——比如在沒有心跳的情況下監(jiān)測心臟。
在這項研究中，該團隊完全使用了一種新技術。Christopher Koo，第一作者，博士。Rosenzweig 實驗室的候選人，想知道通過將酶放回類似于其原生環(huán)境的膜中，他們是否可以學到新的東西。Koo 使用來自細菌的脂質在稱為納米圓盤的保護性顆粒內形成膜，然后將酶嵌入該膜中。
“通過在納米盤內重建酶的原生環(huán)境，我們能夠恢復酶的活性，”Koo 說。“然后，我們能夠使用結構技術在原子水平上確定脂質雙層如何恢復活性。這樣做，我們發(fā)現(xiàn)了可能發(fā)生甲烷氧化的酶中銅位點的完整排列。”
標簽：
免責聲明：本文由用戶上傳，如有侵權請聯(lián)系刪除！