李山

德國研究人員近日發(fā)現(xiàn)一種具有同化特性的原型亞硫酸鹽還原酶，通過這種特殊的酶，產(chǎn)甲烷微生物可將對其有害的亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化成生長所需的硫化物。該研究提供了對進化的新見解，相關(guān)成果發(fā)表在《自然·化學(xué)生物學(xué)》雜志上。

產(chǎn)甲烷菌是一類能夠?qū)o機或有機化合物厭氧發(fā)酵轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳的古細菌。它們產(chǎn)生的甲烷（例如在反芻動物的消化道中），對全球碳循環(huán)很重要。甲烷可用作加熱的能源，同時也是一種強效溫室氣體，對氣候變化有重要影響。但是，產(chǎn)甲烷菌偶爾會在棲息地遇到亞硫酸鹽，后者會破壞甲烷形成所必需的酶，對產(chǎn)甲烷菌有害。

馬克斯·普朗克海洋微生物研究所深入研究了生活在海洋中的兩種嗜熱產(chǎn)甲烷菌：生活在65℃左右的地?zé)峒訜岢练e物中的熱化能營養(yǎng)甲烷球菌，以及生活在85℃左右的深?；鹕街械恼布{氏甲烷球菌。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這些產(chǎn)甲烷微生物可通過一種特殊的酶，使其免受有毒亞硫酸鹽的侵害。

這種亞硫酸鹽還原酶的形狀有點像蝴蝶，簡稱為Fsr。它可將亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為產(chǎn)甲烷菌生長所需的安全硫化物。研究人員解釋說：“這種酶攔截亞硫酸鹽并將其直接還原為硫化物。硫化物會摻入氨基酸中，結(jié)果微生物沒有中毒，甚至將所得產(chǎn)物用作硫的來源，它們把毒藥變成了食物。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，亞硫酸鹽還原有兩種類型：異化和同化。而Fsr的結(jié)構(gòu)類似于異化酶，但卻使用同化機制，即它結(jié)合了兩個方面的優(yōu)點?？茖W(xué)家懷疑，異化酶和同化酶這兩種酶都起源于一個共同的祖先。Fsr不僅提供了對進化的新見解，還讓人們更好地了解海洋微生物的迷人世界。此外，研究這些重要微生物還為更安全的生物技術(shù)應(yīng)用開辟了道路。

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