Fehlendes, für globale Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe entscheidendes Glied entdeckt
Forscher der Northwestern University in Evanston, Illinois, und der Wayne State University in Detroit beschreiben in nature comm Communications ein lang übersehenes Kupferprotein aus methan- und ammoniakoxidierenden Bakterien. Diese verwenden das kupferabhängige Enzym particulate Methane Monooxygenase (pMMO). Die Ergebnisse identifizieren ein kupferbindendes Protein, das ein fehlendes Glied in der Funktion von Enzymen darstellen kann, die für die globalen Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe entscheidend sind.
Methanoxidierende Mikroben katalysieren die Oxidation des Treibhausgases Methan unter Verwendung des kupferabhängigen Enzyms particulate methane monooxygenase (pMMO). Isolierte pMMO weist jedoch eine geringere Aktivität auf als ganze Zellen, was darauf hindeutet, dass zusätzliche Komponenten erforderlich sein können. Eine pMMO-Homolog, Ammoniakmonooxygenase (AMO), wandelt Ammoniak in Hydroxylamin umd, und das in ammoniakoxidierenden Bakterien (AOB), die ein weiteres starkes Treibhausgas, Lachgas, produzieren.
Die Autoren zeigen in ihrem Artikel, dass PmoD, ein Protein, das in vielen pmo-Operonen kodiert wird und homolog zu den AmoD-Proteinen ist, die in AOB-Amo-Operonen kodiert werden, ein Kupferzentrum bildet, das die Merkmale einer gut definierten CuA-Stelle unter Verwendung eines bisher unbeobachteten Ligandensatzes, der von einem Cupredoxin-Homodimer stammt, aufweist. PmoD ist entscheidend für das kupferabhängige Wachstum von Methan, und genetische Analysen unterstützen nachdrücklich eine Rolle, die direkt mit pMMO und AMO zusammenhängt. Diese Ergebnisse identifizieren ein kupferbindendes Protein, das ein fehlendes Glied in der Funktion von Enzymen darstellen kann, die für die globalen Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe entscheidend sind.
->Quellen:
- Oriana S. Fisher, Grace E. Kenney, Matthew O. Ross, Soo Y. Ro, Betelehem E. Lemma, Sharon Batelu, Paul M. Thomas, Victoria C. Sosnowski, Caroline J. DeHart, Neil L. Kelleher, Timothy L. Stemmler, Brian M. Hoffman & Amy C. Rosenzweig: Characterization of a long overlooked copper protein from methane- and ammonia-oxidizing bacteria, in : Nature Communications, volume 9, Article number: 4276 (2018) – nature.com/s41467-018-06681-5
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