熱愛性アーケアはアルキル共酵素M形成によってブタンを活性化する
Rafael Laso-Pérez1,2, Gunter Wegener1,2,3, Katrin Knittel1
1Max-Planck Institute for Marine Microbiology, 28359 Bremen, Germany.
Nature
|November 8, 2016
まとめ
科学者はアルカイアが メタンのような経路を使って 4つの炭素の炭化水素であるブタンを分解できることを発見しました この発見は,地表環境における無酸素炭化水素酸化の広範な自然メカニズムを示唆しています.
科学分野:
- 微生物学
- 生物化学
- 地化学
背景:
- アナエロビックメタン酸化 (AMO) は,C1化合物に特異的な酵素に依存しています.
- メタン以外の無酸素炭化水素酸化の酵素メカニズムとコファクターはほとんど不明である.
- 古代生物は 無酸素メタンの循環に 重要な役割を果たすことが知られている.
研究 の 目的:
- 微生物によるC4炭化水素の無酸素酸化を調査する.
- ブタンの酸化に関わる微生物と酵素経路を特定する.
- 長い鎖の炭化水素でメタンの酸化経路が利用されているかどうかを判断する.
主な方法:
- ブータンで濃縮された無酸素熱性コンソーシアムの栽培
- ゲノムとトランスクリプトミックの解析
- ブチル共酵素Mのような中間代謝物質を検出するための生化学分析
主要な成果:
- "Candidatus Syntrophoarchaeum"という古生物の属が特定され,メタノゲンのような自己光性を表し,メチル-共酵素M還元酵素の同類体を発現している.
- ブチル共酵素Mが検出され,メタン活性化に類似した,アルカイアによるブタン活性化を示した.
- また,アルカイオンはベータ酸化とC1代謝の遺伝子を発現させ,完全なブタン酸化を可能にし,硫酸を減少させる細菌 (HotSeep-1) に還元物質を転送した.
結論:
- アルカイは,ブチル共酵素Mを含むメタンと部分的に類似した経路を使用してブタンを活性化および酸化することができます.
- このメカニズムは,無酸素C1代謝の既知の能力をC4炭化水素に拡張します.
- 海洋地下堆積物における類似の遺伝子の有無は,このブタンの酸化経路が自然界に広く存在することを示唆している.
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