Hvordan reducerer man drivhusgasser? Tips fra en metanædende mikrobe

Forskere har bestemt strukturen af ​​et unikt enzym, produceret af en art af metan-spisende bakterier, der omdanner drivhusgassen til methanol - en meget alsidig flydende brændstof og industriproduktingrediens.

Deres nye undersøgelse, offentliggjort i Journal of the American Chemical Society , er den første til at rapportere strukturen af ​​enzymet, kaldet opløselig methanmonooxygenase (sMMO), ved stuetemperatur i både sin reducerede og oxiderede form. Denne detaljerede strukturelle information vil hjælpe forskere med at designe effektive katalysatorer til industrielle metan til methanol konverteringsprocesser.

"Vi var i stand til at afsløre strukturen af ​​sMMO og se, hvordan miljøet af de to jernatomer i enzymets aktive sted ændrer sig og understøtter katalysen af ​​denne udfordrende kemiske reaktion, sagde forfatter Jan Kern, en Berkeley Lab biovidenskabsmand. Processen "involverer brydning af en carbon-hydrogen-binding og indsættelse af en oxygen-konvertering af et carbonhydrid til en alkohol. Derudover, vores resultater viste værdien af ​​at bruge en røntgenfri elektronlaser (XFEL) i situationer, hvor traditionel krystallografi ikke er mulig, i dette tilfælde på grund af de reaktive metaller i midten af ​​enzymet."

At studere sådanne enzymer ved traditionelle røntgenmetoder giver typisk ukorrekte resultater på grund af strålingsskader. Ved at bruge XFEL, forskerne var i stand til at få nøjagtig strukturel information i de to oxidationstilstande.

Bakterier, der omsætter metan (metanotrofer), findes i jord- og vandmiljøer med lidt eller ingen ilt. I disse anaerobe levesteder, bakterierne spiller en afgørende rolle som kulstofgenvindere; de omdanner metan (CH ₄ ) til mere nyttige molekyler, som de og andre organismer er afhængige af.