Un descubrimiento inesperado ha dado a los científicos una mayor comprensión de una importante enzima productora de metano.
Un equipo de investigadores del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica IGB de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign publicó un artículo en eLife que describió sus hallazgos en una enzima llamada metilcoenzima M reductasa, o MCR.
Sus hallazgos anulan lo que anteriormente se creía cierto en el campo: que un conjunto de modificaciones únicas presentes en MCR eran esenciales para el funcionamiento de la enzima.
Descubrieron que estas modificaciones de hecho no eran esenciales, un hallazgo que acercará a los científicos a comprender completamente esta enzima, que juega un papel importante en la producción de metano y el ciclo del carbono.
El metano es un importante gas de efecto invernadero que contribuye a aproximadamente el 20 por ciento del efecto invernadero, lo que contribuye al calentamiento de la tierra.
El metano proviene tanto de fuentes geológicas como de fuentes biológicas, incluso de un grupo de microorganismos llamados metanógenos. Estos organismos microscópicos, que son miembros del dominio Archaea, producen metano como subproducto de su metabolismo. Las gigatoneladas de metano son producidas por los metanógenostodos los años.
Los metanógenos tienen la enzima MCR, que es la única enzima que produce metano. Es fundamental tanto para la producción como para el consumo de metano.
"Esta es una enzima de gran importancia", dijo el profesor de Biología Molecular y Celular William Metcalf, coautor del artículo y líder del tema del Genoma Microbiano Minero MMG de IGB. "Yo diría que es una de las enzimas más importantes"en la tierra para el ciclo del carbono "
MCR también tiene algunas propiedades inusuales. A diferencia de la mayoría de las enzimas, MCR tiene una serie de modificaciones que cambian los aminoácidos de la enzima. Se creía que estas modificaciones habían sido esenciales para las funciones de la enzima.
Hasta ahora, ha sido imposible hacer un análisis genético de estas enzimas, lo que incluiría eliminar estas modificaciones y observar cómo funciona la enzima sin ellas.
"Se creía que si lo hacía, la enzima no funcionaría", dijo Metcalf. "Debido a que esa enzima es necesaria para la viabilidad del organismo, se pensó que era un gen esencial".
Pero Douglas Mitchell, profesor de química y miembro de la facultad del tema MMG de IGB, pensó lo contrario. Él y su laboratorio de investigación habían estado estudiando una clase de moléculas que tenían una de las modificaciones que también está presente en MCR. Descubrieron cómoEsta modificación se realizó y predijo que la misma maquinaria enzimática utilizada para modificar MCR en metanógenos era la misma maquinaria utilizada para fabricar antibióticos y bacterias.
Sin embargo, su laboratorio tenía una limitación, según Nilkamal Mahanta, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Mitchell que participó en la investigación. Su laboratorio tenía una capacidad limitada para realizar el tipo de experimento necesario para ver si esto era cierto.los organismos que querían estudiar existen solo en ambientes anaerobios, que no contienen oxígeno.
El miembro de IGB Nayak había desarrollado recientemente una nueva herramienta genética que podía manipular este tipo de organismo. Ella usó esta herramienta para estudiar las propiedades físicas de MCR y comprender cómo funciona, y descubrió que la modificación no era esencial para la función de la enzima.
Esto fue una sorpresa para muchos en este campo de investigación, y también para Metcalf y Nayak.
"Cuando comencé este proyecto, no sabía mucho sobre la importancia de estas modificaciones", dijo Nayak. "A medida que el proyecto avanzó ... me di cuenta del impacto del descubrimiento que hicimos, que esta modificaciónpensamos que era importante e involucrado en la fabricación de metano o en la descomposición del metano, de repente no estaba desempeñando un papel tan importante como la gente de la literatura había estado hablando durante los últimos 10 o 15 años, tal vez incluso más tiempo ".
Sus hallazgos sugieren que hay más por descubrir sobre esta enzima y el papel que desempeña en la producción y consumo de metano.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Original escrito por Emily Scott. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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