甲烷菌甲基辅酶M还原酶(methyl-coenzyme M reductase,MCR)是产甲烷的关键酶,其操纵子基因由mcrBDCGA组成,MCR成熟蛋白为McrBGA,但McrD的功能尚不明确。通过生物信息学分析了11种不同来源的McrD序列,结果表明McrD在进化上高度保守且具...甲烷菌甲基辅酶M还原酶(methyl-coenzyme M reductase,MCR)是产甲烷的关键酶,其操纵子基因由mcrBDCGA组成,MCR成熟蛋白为McrBGA,但McrD的功能尚不明确。通过生物信息学分析了11种不同来源的McrD序列,结果表明McrD在进化上高度保守且具有一定的功能。通过异源表达11种蛋白质并将其纯化和结晶,发现McrD蛋白在天然状态下表现为二聚体,且经过晶体培养条件优化后得到一种可用于X射线衍射的蛋白质晶体。研究结果为McrD蛋白晶体结构和功能解析以及为进一步构建高活性重组甲烷菌及转化制备甲烷提供了重要理论和实践基础,具有潜在的应用价值。展开更多
产甲烷古菌是目前发现唯一能产生甲烷气体的微生物,也是自然界中生物甲烷的主要贡献者。甲基-辅酶M还原酶(Methyl-coenzyme M reductase,Mcr)负责产甲烷代谢中最后一步甲烷的生成与甲烷氧化代谢中第一步甲烷的激活反应。该酶的基因高度...产甲烷古菌是目前发现唯一能产生甲烷气体的微生物,也是自然界中生物甲烷的主要贡献者。甲基-辅酶M还原酶(Methyl-coenzyme M reductase,Mcr)负责产甲烷代谢中最后一步甲烷的生成与甲烷氧化代谢中第一步甲烷的激活反应。该酶的基因高度保守,被广泛应用于古菌的鉴定与系统发育研究。其特殊的辅因子F430及催化碳氢(C-H)键裂解的酶学机制也一直备受关注。近年来,在高分辨率蛋白结构和反应过渡态结构方面的重要突破有效地推动了Mcr结构与功能的研究。特别是最新发现的激活非甲烷烷烃厌氧降解的类甲基-辅酶M还原酶(Mcr-like),引起了众多研究者对该类酶激活惰性烷烃分子机制的浓厚兴趣。因此,文中概述了Mcr结构、功能及催化机制的最新研究进展,包括新发现的Mcr-like的研究情况,并展望了Mcr/Mcr-like酶在烷烃厌氧氧化及温室气体控制方面的未来研究方向。展开更多
文摘甲烷菌甲基辅酶M还原酶(methyl-coenzyme M reductase,MCR)是产甲烷的关键酶,其操纵子基因由mcrBDCGA组成,MCR成熟蛋白为McrBGA,但McrD的功能尚不明确。通过生物信息学分析了11种不同来源的McrD序列,结果表明McrD在进化上高度保守且具有一定的功能。通过异源表达11种蛋白质并将其纯化和结晶,发现McrD蛋白在天然状态下表现为二聚体,且经过晶体培养条件优化后得到一种可用于X射线衍射的蛋白质晶体。研究结果为McrD蛋白晶体结构和功能解析以及为进一步构建高活性重组甲烷菌及转化制备甲烷提供了重要理论和实践基础,具有潜在的应用价值。
文摘产甲烷古菌是目前发现唯一能产生甲烷气体的微生物,也是自然界中生物甲烷的主要贡献者。甲基-辅酶M还原酶(Methyl-coenzyme M reductase,Mcr)负责产甲烷代谢中最后一步甲烷的生成与甲烷氧化代谢中第一步甲烷的激活反应。该酶的基因高度保守,被广泛应用于古菌的鉴定与系统发育研究。其特殊的辅因子F430及催化碳氢(C-H)键裂解的酶学机制也一直备受关注。近年来,在高分辨率蛋白结构和反应过渡态结构方面的重要突破有效地推动了Mcr结构与功能的研究。特别是最新发现的激活非甲烷烷烃厌氧降解的类甲基-辅酶M还原酶(Mcr-like),引起了众多研究者对该类酶激活惰性烷烃分子机制的浓厚兴趣。因此,文中概述了Mcr结构、功能及催化机制的最新研究进展,包括新发现的Mcr-like的研究情况,并展望了Mcr/Mcr-like酶在烷烃厌氧氧化及温室气体控制方面的未来研究方向。
文摘从中国广东温泉分离得到一株嗜热自养甲烷杆菌DX01(Methanothermobacter marburgensis DX01)。分析嗜热自养甲烷杆菌DX01在不同生长温度的细胞全蛋白质图谱,分离得到一个抗胁迫相关蛋白质---甲基辅酶M还原酶I,它在70℃时上调表达,以此帮助宿主抵抗高温引发的胁迫影响。PCR克隆了甲基辅酶M还原酶I的基因全序列,系统发育分析表明甲基辅酶M还原酶I在不同的产甲烷菌株中保守性很高,M.marburgen-sis DX01与M.thermoautotrophicus和M.marburgensis Marburg的序列相似度分别是97.6%和99.2%。实时定量PCR分析表明甲基辅酶M还原酶I在不同培养温度下的MCR I mRNA表达量有显著的差异,MCR I mRNA表达量随着温度增加而增加。嗜热自养甲烷杆菌DX01菌株的抗胁迫相关蛋白质(甲基辅酶M还原酶I)的分离为研究极端古菌适应极端环境提供了新线索。
