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甲烷氧化菌在清理環境方面具有雙重作用
由于能夠從環境中汲取重金屬并消化強效溫室氣體，甲烷氧化菌在清理環境方面具有雙重作用。
但在研究人員探索潛在的保護應用之前，他們首先必須更好地了解細菌的基本生理過程。西北大學的Amy C. Rosenzweig*近構建了另一個難題部分。她的實驗室發現了兩種從未研究過的蛋白質，稱為MbnB和MbnC，它們是細菌內部運作的部分原因。
“我們的研究結果遠遠超出了甲烷氧化菌，”溫森堡家族杰出生命科學教授，西北大學Weinberg藝術與科學學院分子生物科學與化學教授Rosenzweig說。“這兩種蛋白質存在于一系列其他細菌中，包括人類病原體。”
該論文將于3月23日在科學雜志上發表。
甲烷營養細菌，或更簡單地“甲烷氧化菌”，從環境中取出銅，安裝到代謝甲烷的分子機器中，將其轉化為甲醇作為食物。為了獲得銅，許多甲烷氧化菌分泌一種化學修飾的肽，稱為甲烷菌素，它與銅離子緊密結合，將它們吸入細胞。到目前為止，很少有人了解驅動甲烷菌素形成的細胞機器。
Rosenzweig的研究小組發現，兩種蛋白質－－MbnB和MbnC - 是產生甲醇菌素的部分原因。這些蛋白質一起形成含鐵的酶復合物，其將氨基酸轉化為兩個有機化學基團。這種化學反應導致產甲烷菌素，它將銅引入細胞。Rosenzweig和她的團隊還發現，這兩種蛋白質可驅動產甲烷菌素的所有家族產生甲烷菌素，包括非甲烷氧化菌。
“需要金屬的酶在形成這些類型的化學基團中的作用是前所未有的，以前兩種蛋白質都沒有被研究過，”Rosenzweig說。“此外，類似的酶似乎在其他環境中產生，這表明這種化學反應超出了甲烷菌素的產生。”
這一發現使研究人員更容易研究甲烷菌素，因為它們可以與試管中的蛋白質配合使用，而不是操縱整個活微生物。它還使世界更接近甲烷氧化菌的有前途的應用。許多人想象使用由細菌構建的過濾器將甲烷從大氣中洗去或幫助從天然氣儲備中去除甲烷。但Rosenzweig認為，由于甲烷菌素的產生，甲烷氧化菌的應用范圍不僅僅是清潔環境。
因為methanobactin如此緊密地結合銅，所以它已經被研究作為Wilson病的治療，Wilson病是一種罕見的遺傳疾病，其中患者的身體不能消除它們攝入食物中的銅，因此它在腦和肝臟中累積。一些研究人員還認為，甲烷菌素具有抗菌特性，可用于一類新的抗生素。
“現在我們知道要尋找哪些微生物基因和蛋白質，現在我們知道一些關鍵蛋白質的作用，我們可以有效地預測哪些物種會產生新的和不同的產甲酰菌素，”Rosenzweig說。“我們可以測試這些化合物的生物活性。”
