Учёные раскрыли механизм работы фермента, регулирующего метановый баланс

Сравнение образцов ANME-2, исследованных в этом исследовании, и процедура выделения белка методом нативной очистки и кристаллизации. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63387-1

Исследование микробиологов Мартейна Виссинка и Корнелии Вельте из Университета Радбауда помогает понять, как микроорганизмы регулируют метановый баланс. Учёные продемонстрировали, как в деталях работает метан-преобразующий фермент (MCR). Их статья опубликована в журнале Nature Communications.

Мы хотим максимально ограничить попадание метана в нашу атмосферу: это мощный парниковый газ, более чем в 25 раз сильнее углекислого газа. Чтобы ограничить выбросы метана, исследователи изучили фермент MCR, который определяет, будет ли метан высвобождаться в воздух или перерабатываться в углекислый газ в микроорганизмах.

О конкретных микроорганизмах, изученных в этом исследовании (ANME), было известно не так много, поскольку их трудно культивировать в лаборатории. До сих пор была изучена только одна структура MCR, происходящая из микробного мата, собранного в Чёрном море.

«Поскольку и метан-потребляющие (ANME), и метан-продуцирующие микроорганизмы (метаногены) зависят от MCR, мы задались вопросом, функционируют ли они одинаково в обоих направлениях метанового цикла», — говорит руководитель проекта Тристан Вагнер из Института морской микробиологии Макса Планка в Бремене.

«Чтобы понять различия между MCR ANME и метаногенов, нам нужно было получить изображение фермента». Исследователи из Университета Радбауда предоставили MCR из двух различных пресноводных образцов.

В этих обогащениях исследователи из Университета Радбауда и Национального музея естественных наук в Мадриде проанализировали микробные сообщества, что выявило наличие MCR.

Последующий анализ показал, что MCR как из пресной, так и из солёной воды ANME были очень похожи на MCR в метаногенах, несмотря на их метаболические различия.

«Фермент MCR участвует как в производстве метана, так и в его потреблении, работая только в противоположных направлениях», — объясняет Вельте из Университета Радбауда.

Это исследование подчёркивает важность понимания ферментов в их естественном контексте.

«Точно зная, как это работает, мы можем лучше понять естественный метановый фильтр», — заключает Вельте. — «Если мы лучше поймем этот метановый фильтр, мы сможем использовать его в будущем для сокращения выбросов парниковых газов, например, из отходов».

Больше информации: Marie-C. Müller et al, Atomic resolution structures of the methane-activating enzyme in anaerobic methanotrophy reveal extensive post-translational modifications, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63387-1

Источник: Radboud University