名古屋大学
酶Mmp10的表面图，显示(上图)具有酶促反应发生所需的全套辅因子的蛋白质(即:SF4簇、SAM和钴胺素COB)，以及(下图)在调节用于甲基转移的肽时起作用的酶
研究小组阐明了反应的晶体学细节，并提出了一种机制，通过这种机制，蛋白质激活了一种伴侣蛋白，这种蛋白是古细菌中自然产生甲烷的主要贡献者，占全球甲烷产量的约三分之二
信用:利奥·查瓦斯 虽然甲烷占大气中温室气体(还包括二氧化碳、一氧化二氮和水蒸气)含量的16%，但它比二氧化碳的吸热能力强25倍以上
据信，全球三分之二的甲烷释放是通过称为古菌的原始单细胞微生物的厌氧活动期间的自然排放
了解古细菌产生甲烷的确切机制，可能会导致减少古细菌产生甲烷的技术，并有助于对抗全球变暖
古细菌与细菌的区别主要在于它们的栖息地和能量来源
所谓产甲烷菌释放出甲烷，作为它们生存所必需的能量产生的副产品
负责甲烷形成的生物分子是所谓的甲基辅酶M还原酶(或MCR)蛋白质，其诱导化学转化
为了使MCR催化这种可逆反应，它需要被属于B12依赖性自由基S-腺苷-L-甲硫氨酸(或SAM)酶超家族的伴侣蛋白激活
自由基SAM酶超家族包含超过200，000种独立测序的蛋白质
它与许多自然过程有关，包括抗生素和叶绿素的生物合成
这些关键酶之一(Mmp10)负责MCR蛋白的激活，因此参与其甲烷形成的调节
SAM酶在生物圈中的普遍存在反映了它们在催化对所有类型的生命都是基础的反应中的重要性
然而，平衡其生物活性的机制仍然知之甚少
为了破译Mmp10 SAM酶的活性
巴黎萨克莱大学Micalis研究所的Olivier Berteau召集了一个科学专家小组，他们具有各种互补的专门知识领域，包括来自该大学、法国艾克斯马赛大学和同步加速器太阳实验室以及日本名古屋大学的其他研究人员
调查结果于2022年2月2日在线发表在《自然》杂志上
B12依赖的自由基SAM酶活性的关键是一个简单而强大的触发催化反应的机制
要让这种酶同时适应反应中的所有参与者很困难，这意味着几乎没有结构信息可以帮助解释反应是如何进行的
为了补救这一点，研究小组将晶体学结果与生物化学和生物物理数据结合起来，解释B12依赖的自由基SAM蛋白如何调节其活性，直到原子水平的细节
Mmp10酶促机制在反应的所有参与者都在场的情况下成像
这项研究的结果对控制关键酶事件的生物技术的发展有影响，特别是那些与甲烷排放有关的事件，有助于对抗全球变暖
合著者、名古屋大学的利奥·查瓦斯教授对这项长期调查的结果感到兴奋
“在法国一个领先的同步加速器设施中，总共筛选了137种蛋白质，以一瞥这些非常难以捕捉的罕见事件
这项研究也打开了生物技术发展的大门
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