Wetenschappers hebben de structuur van een uniek enzym bepaald, geproduceerd door een soort methaan-etende bacteriën, dat het broeikasgas omzet in methanol - een zeer veelzijdige vloeibare brandstof en ingrediënt voor industriële producten.

Hun nieuwe studie, gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society , is de eerste die de structuur van het enzym rapporteert, oplosbaar methaanmono-oxygenase (sMMO) genoemd, bij kamertemperatuur in zowel gereduceerde als geoxideerde vorm. Deze gedetailleerde structurele informatie zal onderzoekers helpen bij het ontwerpen van efficiënte katalysatoren voor industriële omzettingsprocessen van methaan naar methanol.

"We waren in staat om de structuur van sMMO te onthullen en te zien hoe de omgeving van de twee ijzeratomen in de actieve plaats van het enzym verandert en de katalyse van deze uitdagende chemische reactie ondersteunt, " zei auteur Jan Kern, een biowetenschapper van Berkeley Lab. Het proces "behelst het verbreken van een koolstof-waterstofbinding en het inbrengen van een zuurstof - het omzetten van een koolwaterstof in een alcohol. Bovendien, onze resultaten toonden de waarde aan van het gebruik van een röntgenvrije elektronenlaser (XFEL) in situaties waar traditionele kristallografie niet mogelijk is, in dit geval vanwege de reactieve metalen in het centrum van het enzym."

Het bestuderen van dergelijke enzymen met traditionele röntgenmethoden geeft doorgaans onjuiste resultaten vanwege stralingsschade. Door XFEL te gebruiken, de onderzoekers waren in staat om nauwkeurige structurele informatie te krijgen in de twee oxidatietoestanden.

Bacteriën die methaan metaboliseren (methanotrofen) worden aangetroffen in bodems en aquatische omgevingen met weinig tot geen zuurstof. In deze anaërobe habitats, de bacteriën spelen een cruciale rol als koolstofrecyclers; ze zetten methaan om (CH ₄ ) in meer bruikbare moleculen waarvan zij en andere organismen afhankelijk zijn.