固氮酶樣酶系統催化產生甲硫氨酸、乙烯和甲烷

2021-01-12 科學網

固氮酶樣酶系統催化產生甲硫氨酸、乙烯和甲烷

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/8/28 17:25:49

美國俄亥俄州立大學F. Robert Tabita及其團隊發現固氮酶樣酶體系催化產生蛋氨酸、乙烯和甲烷。相關論文於2020年8月28日發表在《科學》雜誌上。

研究人員發現陸地和淡水細菌產生的甲烷和乙烯是由以前未知的蛋氨酸生物合成途徑直接產生的。該途徑存在於許多物種中，使用不同於已知固氮酶的固氮酶樣還原酶，並在C–S鍵斷裂中起特定作用以減少普遍存在且相當可觀的揮發性有機硫化合物，例如二甲基硫醚和（2 -甲硫基）乙醇。該過程產生的甲硫醇是甲硫氨酸的直接前體，而乙烯或甲烷則釋放到環境中。

通過這種途徑產生的厭氧乙烯顯然可以解釋長期以來在缺氧土壤中觀察到的乙烯積累現象。甲烷的產生揭示了不同於古細菌甲烷生成的另一條細菌途徑。

研究人員表示，細菌生產的氣態碳氫化合物（例如乙烯和甲烷）會影響土壤環境和氣候。

附：英文原文

Title: A nitrogenase-like enzyme system catalyzes methionine, ethylene, and methane biogenesis

Author: Justin A. North, Adrienne B. Narrowe, Weili Xiong, Kathryn M. Byerly, Guanqi Zhao, Sarah J. Young, Srividya Murali, John A. Wildenthal, William R. Cannon, Kelly C. Wrighton, Robert L. Hettich, F. Robert Tabita

Issue&Volume: 2020/08/28

Abstract: Bacterial production of gaseous hydrocarbons such as ethylene and methane affects soil environments and atmospheric climate. We demonstrate that biogenic methane and ethylene from terrestrial and freshwater bacteria are directly produced by a previously unknown methionine biosynthesis pathway. This pathway, present in numerous species, uses a nitrogenase-like reductase that is distinct from known nitrogenases and nitrogenase-like reductases and specifically functions in C–S bond breakage to reduce ubiquitous and appreciable volatile organic sulfur compounds such as dimethyl sulfide and (2-methylthio)ethanol. Liberated methanethiol serves as the immediate precursor to methionine, while ethylene or methane is released into the environment. Anaerobic ethylene production by this pathway apparently explains the long-standing observation of ethylene accumulation in oxygen-depleted soils. Methane production reveals an additional bacterial pathway distinct from archaeal methanogenesis.

DOI: 10.1126/science.abb6310

Source: https://science.sciencemag.org/content/369/6507/1094

Science：《科學》，創刊於1880年。隸屬於美國科學促進會，最新IF：41.037

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