Bakterielle enzymer:Europiums biologiske rolle

Rare earth elements (REE'er) er en uundværlig komponent i de digitale teknologier, der nu er en integreret del af hverdagen. Alligevel er deres biologiske rolle først blevet opdaget for nylig. Et par år siden, det blev tydeligt, at disse metaller er væsentlige elementer for methan- og methylotrofe bakterier. En repræsentant er bakterien Methylacidiphilum fumariolicum SolV , som blev fundet i en vulkansk mudderpotte nær Napoli, Italien, og er kendt for at være strengt afhængig af REE'er såsom lanthan og cerium for dets vækst.

I samarbejde med mikrobiologer ledet af Huub Op den Camp ved Radboud Universitet i Nijmegen, Holland, og Thomas Barends ved Max Planck Instituttet for Medicinsk Forskning i Heidelberg, Lena Daumann, professor i biouorganisk kemi ved Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) i München, og hendes gruppe har nu leveret den første biokemiske karakterisering af et europium-holdigt enzym. Dette enzym blev oprenset fra bakteriestammen M. fumariolicum SolV, som blev dyrket i nærværelse af europium som eneste REE i mediet. Det isolerede enzym er en såkaldt methanoldehydrogenase (MDH), som katalyserer omdannelsen af ​​methanol til formaldehyd. Dets aktive sted består af cofaktoren pyrroloquinolinquinon (PQQ) og en central metalion. I modsætning til calciumafhængig MDH, dette SolV-afledte enzym har en REE (i denne undersøgelse, europium), på sin aktive side.

Det tværfaglige forskerhold løste ikke kun krystalstrukturen af ​​denne nye europium-holdige MDH, men bestemte også kinetiske parametre for at definere virkningerne af forskellige REE-ioner på enzymets aktivitet. Resultaterne afslørede, at typen af ​​REE bundet i det aktive sted har en betydelig indvirkning på MDH aktivitet og igen også på væksthastigheden af ​​SolV. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet ChemBioChem , og rapporten er vist på forsiden af ​​det aktuelle nummer. Bérénice Jahn (den første forfatter af papiret) og Lena Daumann har også skrevet en generel anmeldelse om sjældne jordarters biouorganiske kemi, som er forsidehistorien til juninummeret af tidsskriftet Chemie i unserer Zeit .