Раскрыта роль никеля в развитии жизни на Земле

Раскрыта роль никеля в развитии жизни на Земле

Ученые Национальной ускорительной лаборатории SLAC, Мичиганского университета и других научных учреждений США раскрыли роль никеля в реакциях поглощения углекислого газа примитивными существами, которое происходит в отсутствие кислорода и является наиболее эффективным путем фиксации углерода. Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Chemical Society (JACS).

Путь Вуда-Льюнгдаля, также известный как восстановительный путь ацетил-КоА — метаболический путь, представляющий собой серию биохимических реакций, протекающих в клетках некоторых анаэробных бактерий и археях-метаногенах для фиксации СO2 и получения энергии. Этот путь позволяет организмам использовать водород в качестве донора электронов и диоксид углерода в качестве акцептора и строительного блока для биосинтеза органических молекул. Таким образом, этот путь был критически важен для развития жизни на Земле, когда в ее атмосфере было мало кислорода.

Предполагалось, что он осуществляется с возникновением промежуточных металлоорганических соединений на основе никеля, которые образуют связи металл-углерод. В частности, формируется комплекс из двух никель-железо-серных белков, называемых СО-дегидрогеназой и ацетил-КоА-синтазой (CODH/ACS), которые являются основными ферментами, катализирующими превращение углекислого газа в энергию и углеродные строительные блоки.

Ученые разработали более активную версию комплекса, содержащую только ACS, и использовали рентгеновскую спектроскопию в SSRL, чтобы определить, какую роль играют содержащиеся в нем металлы. Оказалось, что хотя фермент имеет кластер из двух никелевых атомов, связанных с четырьмя атомами железа и серы, реакция всегда происходит на одном конкретном атоме никеля внутри кластера. Кроме того, никельсодержащий белок претерпевал серьезные изменения в своей структуре в каждом из промежуточных состояний.

Лучшее понимание этих природных процессов и, возможно, их усиление, способны помочь разработать методы смягчения последствий изменения климата и улавливания углерода для производства химического сырья и топлива.

Иллюстрация к статье: Яндекс.Картинки
Самые свежие новости медицины в нашей группе на Одноклассниках

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>