9月18日消息,德国马克斯·普朗克海洋微生物学研究所Tristan Wagner实验室发表对深海古菌Methanocaldococcus infernus固氮酶的研究:他们在实验室驯化这种生活在火山海洋环境、可在90°C以上生存的古菌并使其固氮,随后在严格无氧条件下直接分离出其固氮酶并完成结构解析。
固氮酶打破氮气三重键将N2转化为氨,是生物化学中最复杂的金属辅因子体系。已知固氮酶分钼、钒、铁三种类型,而该古菌酶表现独特:90°C才明显解体,部分结构甚至在98°C仍保持完整;室温下不活动,仅在高温下产氨。位于法国格勒诺布尔的结构生物学研究所同步辐射解析显示,它是迄今研究过的最简单的固氮酶,却同时结合三大固氮酶家族的结构特征,支持古代固氮酶更接近这种古菌酶的假说。
第一作者Nevena Maslać表示,其极端稳定性让团队能够捕捉通常难以观察的固氮酶中间态。对合成氨与催化领域而言,耐高温固氮酶为低温常压固氮的仿生催化设计提供了新的结构模板,也为理解地球上氮循环的起源提供了线索。
(来源:ScienceDaily)