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能将温室气体转化为燃料的竟是细菌

[所属分类:行业动态] [发布时间:2022-3-25] [发布人:网站管理员2] [阅读次数:] [返回]

能将温室气体转化为燃料的竟是细菌
山东拓普生物工程有限公司 http://www.topbiol.com
嗜甲烷细菌（也称甲烷氧化细菌）每年消耗近3000万吨的甲烷，并因其将强大的温室气体转化为可用燃料的自然能力而吸引了研究人员的注意。然而，研究人员对这一复杂的反应是如何发生的知之甚少，限制了他们利用这一双重优势的能力。通过研究细菌用来催化该反应的酶，美国西北大学的一个团队现在已经发现了可能驱动该过程的关键结构。开发出将甲烷气体转化为甲醇的人造生物催化剂。
甲烷有很强的结合力，所以有一种酶可以做到这一点，这非常了不起。如果我们不确切了解该酶是如何进行这种困难的化学反应的，我们就无法为生物技术应用设计和优化它。
这种被称为颗粒甲烷单加氧酶（pMMO）的酶是一种特别难以研究的蛋白质，因为它被嵌入了细菌的细胞膜中。
通常情况下，当研究人员研究这些甲烷细菌时，他们使用一种严格的程序，即用一种洗涤剂溶液将蛋白质从细胞膜上撕下来。虽然这个过程有效地隔离了酶，但它也杀死了所有的酶的活性，并限制了研究人员能够收集多少信息--就像监测一个没有心跳的心脏。
在这项研究中，该团队完全使用了一种新的技术。Christopher Koo是第一作者，也是Rosenzweig实验室的博士生，他想知道通过将酶放回类似于其原生环境的膜中，他们是否能学到一些新东西。Koo利用来自细菌的脂质在一个被称为纳米盘的保护性颗粒内形成一个膜，然后将酶嵌入该膜中。
通过在纳米盘内重新创造酶的本地环境，能够恢复酶的活性。然后，能够使用结构技术在原子水平上确定脂质双分子层是如何恢复活性的。在这样做的过程中，发现了酶中可能发生甲烷氧化的铜位点的完整排列。
研究人员使用了低温电子显微镜（cryo-EM），这是一种非常适合膜蛋白的技术，因为在整个实验过程中，脂质膜环境没有受到干扰。这使他们能够首次高分辨率地观察到活性酶的原子结构。
大自然中细菌无处不在，如何能有效利用，前景将不可限量。在人们的印象中，细菌是一种传播疾病丶使食物腐败丶伤口化脓的可怕微生物。但是，经过科研人员的深入研究，却知道细菌有许多用得着的地方。吃掉塑料垃圾，清理漏油和检测肿瘤，细菌这些微生物正在帮助我们改变世界。
原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_507575.html

来源：贤集网

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