Jak zielone glony gromadzą swoje enzymy

Glony w akwarium? To nie problem!!! (Czerwiec 2019).

Anonim

Naukowcy z Ruhr-Universität Bochum przeanalizowali, w jaki sposób zielone glony wytwarzają złożone składniki enzymu wytwarzającego wodór. Enzym zwany hydrogenazą może mieć znaczenie dla biotechnologicznego wytwarzania wodoru.

Do chwili obecnej niewiele wiadomo na temat sposobu, w jaki organizmy wytwarzają ten typ hydrogenaz w warunkach naturalnych. Korzystając z nowatorskich metod biologii syntetycznej, zespół wokół Dr Anne Sawyer, doktorant Yu Bai, adiunkt dr Anja Hemschemeier i prof. Thomas Happe z grupy badawczej Photobiotechnology z siedzibą w Bochum, odkrył, że wymagana jest specyficzna maszyna białkowa w zielonych chloroplastach glonów. do produkcji funkcjonalnej hydrogenazy. Naukowcy opublikowali swoje odkrycia w The Plant Journal.

Złożona struktura

Zespół pracował z jednokomórkowym glonem Chlamydomonas reinhardtii. Organizmy te posiadają specyficzną maszynerię białkową w różnych regionach komórek, które łączą enzymy - np. W chloroplastach przewodzących fotosyntezę oraz w płynie komórkowym, tj. W cytoplazmie.

Jednym enzymem wymagającym takiego połączenia jest enzym HYDA1, który zawiera kompleksowy kofaktor, czyli obszar wewnątrz enzymu, w którym zachodzi faktyczne wytwarzanie wodoru. Kofaktor składa się z grupy czterech atomów żelaza i czterech atomów siarki; konfiguracja często spotykana w enzymach. Niezwykłe jest jednak to, że do klastra wodorowego wiąże się druga grupa dwóch dodatkowych atomów żelaza.

Potrzebna jest specjalna maszyna białkowa

Happe, Sawyer i ich koledzy chcieli zidentyfikować elementy niezbędne do wyprodukowania kofaktora w żywej komórce. Wprowadzili prekursory hydrogenaz w różnych regionach zielonej komórki alg, mianowicie w chloroplastach i cytoplazmie. Maszyna białkowa w chloroplastach była jedyną zdolną do tworzenia funkcjonującej hydrogenazy. Maszyny w cytoplazmie nie były w stanie wytworzyć złożonego kofaktora.

Enzym bakteryjny w zielonych algach

W kolejnym teście naukowcy wszczepili plan bakteryjnej hydrogenazy w genomie zielonego alg. Chlamydomonas reinhardtii użył go do wytworzenia funkcjonalnego enzymu, który wydajnie wytwarzał wodór.

"Opierając się na tych odkryciach, możemy opracować metody biotechnologiczne, aby osiągnąć wydajną produkcję wodoru w zielonych algach", mówi Happe. "Teraz wiemy, że maszyny, które montują enzymy w chloroplastach są wyjątkowe i niezastąpione."

menu
menu