甲烷氧化菌在清理环境方面具有双重作用

由于能够从环境中汲取重金属并消化强效温室气体，甲烷氧化菌在清理环境方面具有双重作用。

但在研究人员探索潜在的保护应用之前，他们首先必须更好地了解细菌的基本生理过程。西北大学的Amy C. Rosenzweig最近构建了另一个难题部分。她的实验室发现了两种从未研究过的蛋白质，称为MbnB和MbnC，它们是细菌内部运作的部分原因。

“我们的研究结果远远超出了甲烷氧化菌，”温森堡家族杰出生命科学教授，西北大学Weinberg艺术与科学学院分子生物科学与化学教授Rosenzweig说。“这两种蛋白质存在于一系列其他细菌中，包括人类病原体。”

该论文将于3月23日在科学杂志上发表。

甲烷营养细菌，或更简单地“甲烷氧化菌”，从环境中取出铜，安装到代谢甲烷的分子机器中，将其转化为甲醇作为食物。为了获得铜，许多甲烷氧化菌分泌一种化学修饰的肽，称为甲烷菌素，它与铜离子紧密结合，将它们吸入细胞。到目前为止，很少有人了解驱动甲烷菌素形成的细胞机器。

Rosenzweig的研究小组发现，两种蛋白质--MbnB和MbnC - 是产生甲醇菌素的部分原因。这些蛋白质一起形成含铁的酶复合物，其将氨基酸转化为两个有机化学基团。这种化学反应导致产甲烷菌素，它将铜引入细胞。Rosenzweig和她的团队还发现，这两种蛋白质可驱动产甲烷菌素的所有家族产生甲烷菌素，包括非甲烷氧化菌。

“需要金属的酶在形成这些类型的化学基团中的作用是前所未有的，以前两种蛋白质都没有被研究过，”Rosenzweig说。“此外，类似的酶似乎在其他环境中产生，这表明这种化学反应超出了甲烷菌素的产生。”

这一发现使研究人员更容易研究甲烷菌素，因为它们可以与试管中的蛋白质配合使用，而不是操纵整个活微生物。它还使世界更接近甲烷氧化菌的有前途的应用。许多人想象使用由细菌构建的过滤器将甲烷从大气中洗去或帮助从天然气储备中去除甲烷。但Rosenzweig认为，由于甲烷菌素的产生，甲烷氧化菌的应用范围不仅仅是清洁环境。

因为methanobactin如此紧密地结合铜，所以它已经被研究作为Wilson病的治疗，Wilson病是一种罕见的遗传疾病，其中患者的身体不能消除它们摄入食物中的铜，因此它在脑和肝脏中累积。一些研究人员还认为，甲烷菌素具有抗菌特性，可用于一类新的抗生素。

“现在我们知道要寻找哪些微生物基因和蛋白质，现在我们知道一些关键蛋白质的作用，我们可以有效地预测哪些物种会产生新的和不同的产甲酰菌素，”Rosenzweig说。“我们可以测试这些化合物的生物活性。”

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