吃掉重金属和温室气体的“环保菌”

▲甲烷氧化菌素的结构（白色）和MbnB蛋白质的结构（红色和蓝色）。引用：美国西北大学，Amy Rosenzweig实验室

甲烷氧化细菌能够从环境中吸取重金属，并消化强效的温室气体，在清洁环境方面有巨大的潜力。但在探索其应用之前，我们必须更好地了解这些细菌的基本生理过程。3月23日，《科学》 发表了美国西北大学Amy C. Rosenzweig实验室的成果：甲烷氧化菌素的生物合成，确定了两种负责甲烷氧化细菌部分内部功能的蛋白质：MbnB和MbnC。

甲烷氧化细菌能够分泌一种叫做甲烷氧化菌素的化学修饰肽来捕获环境中的铜，将其安装到代谢甲烷的分子机器中，转化成甲醇作为自身的食物。这种肽与铜离子紧密结合，将其拉入细胞内。但目前驱动甲烷氧化菌素形成的细胞机制还不为人知。

▲甲烷氧化菌素的3D结构。

Rosenzweig的研究小组发现，MbnB和MbnC部分负责甲烷氧化菌素的产生。它们组成一个含铁的酶复合物，将氨基酸转化为两个有机化学基团，从而产生甲烷氧化菌素。研究人员还发现，MbnB和MbnC存在于所有产甲烷氧化菌素的物种中，包括人类病原体在内。

这一发现使研究人员可以在试管中研究蛋白质，而不必操纵活的微生物来研究甲烷氧化菌素，也让甲烷氧化细菌的应用前景变得明朗。我们可以使用由甲烷氧化细菌构建的过滤器来清除大气中的甲烷，或清除天然气中的甲烷。

▲MbnB蛋白质的结构，部分责任甲烷氧化菌素的的产生。

但Rosenzweig认为，甲烷氧化细菌的应用范围远超出了清洁环境。威尔逊氏病是种罕见的遗传性疾病，患者无法消除在食物中摄取的铜，使铜在大脑和肝脏中积聚。而甲烷氧化菌素可与铜紧密结合，有可能用来治疗威尔逊氏病。而且甲烷氧化细菌还具有抗菌性能，也可作为新一类的抗生素。

Rosenzweig说：“我们已经知道了要寻找哪些微生物基因和蛋白质，也知道了一些关键蛋白质的作用，这样就能有效地预测哪些物种会产生新的、不同的甲烷氧化菌素，并对这些化合物进行生物活性测试。”

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  编译：花花  审稿：三水  编辑：张梦

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