Afgørende trin identificeret i omdannelsen af ​​biomasse til metan

Mikrobiel produktion af metan fra organisk materiale er en væsentlig proces i det globale kulstofkredsløb og en vigtig kilde til vedvarende energi. Denne naturlige proces er baseret på et samarbejde mellem forskellige typer mikroorganismer:de gærende bakterier og de metanproducerende arkæer. Førstnævnte omdanner såkaldte primære fermenteringsprodukter fra biomassenedbrydning, herunder fedtsyrer i mellemprodukter såsom eddikesyre, format eller H ₂ .

Specialiserede arkæer kan derefter danne metan fra dem. Den syntrofiske interaktion mellem fermenterende bakterier og methanogene arkæer er afgørende for den globalt relevante omdannelse af biomasse til metan. Imidlertid, forskere har endnu ikke været i stand til at afklare, hvordan oxidationen af ​​mættede fedtsyrer kan kobles med den termodynamisk ekstremt ugunstige reduktion af CO ₂ til metan og hvordan en sådan proces kan muliggøre vækst af begge involverede mikroorganismer. Et forskerhold fra universitetet i Freiburg, det tekniske universitet i Darmstadt og universitetet i Bern i Schweiz ledet af prof. dr. Matthias Boll fra Institut for Biologi II ved universitetet i Freiburg har nu været i stand til at afdække et afgørende skridt i denne proces:de fandt det manglende enzymatiske led og dens funktion, som gør metandannelse fra fedtsyrer sporbar ud fra et energimæssigt synspunkt. Forskerne offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences .

Undersøgelse af oxidoreduktase

Forskerne undersøgte en tidligere ukarakteriseret membranbundet oxidoreduktase (EMO) fra den fermenterende bakterie Syntrophus aciditrophicus. De leverede biokemiske beviser for, at hæm-b-cofaktorerne af denne membranbundne oxidoreduktase og en modificeret quinon med perfekt matchede redoxpotentialer er hovedspillerne i denne mikrobielle proces. Bioinformatiske analyser tyder også på, at disse oxidoreduktaser er vidt udbredt i prokaryoter, organismer som bakterier og archaea, hvis celler mangler en kerne. "Resultaterne lukker ikke kun vores videnskløft om omdannelsen af ​​biomasse til metan, " Boll forklarer. "Vi kan desuden identificere EMO'er som tidligere oversete nøglekomponenter i lipidmetabolisme i langt de fleste af alle mikroorganismer."