Arkebakteerit: Rikin hapettuminen "ontolla pallolla"

Tärkeä mekanismi analysoitiin molekyylitasolla

Rikkikaasuvuoto © USGS
lukea ääneen

Archaea-bakteerit rakastavat lämpöä ja ruokkivat erittäin säästäväisesti - rikkista, hapesta, hiilidioksidista, muutamasta mineraalista ja hivenaineista. TU Darmstadtin tutkijat ovat avanneet archaea-lajien Acidianus ambivalens rikkihapetuksen mekanismin. Niiden tuloksia kuvataan Science-lehden uusimmassa numerossa.

Rikki on yksi tärkeimmistä biomolekyylien rakennuspalikoista. Lisäksi monet rikin muuttumisesta johtuvat mikro-organismit voivat saada kasvaakseen tarvitsemansa energian. Niillä on siten merkittävä osuus globaalissa biogeokemiallisessa rikkisyklissä. Rikki on myös tärkeä osa kaasuja, joista kuumia vulkaanisia lähteitä kuumennetaan. Mikro-organismien suorittama rikin hapetus johtaa suurten määrien rikkihapon muodostumiseen lämpötiloissa 80 - 100 ° C. Näissä olosuhteissa TU Darmstadtin mikrobiologian ja genetiikan instituutin biologien Tim Urichin ja Arnulf Kletzinin tutkimat kohteet tuntuvat mukavimmilta.

Tutkijat keskustelivat kysymyksestä, kuinka Acidianus ambivalenien rikin hapetus toimii molekyylitasolla, mitkä entsyymit ovat mukana ja minkä muodon ja muodon heillä on: Rikin hapettumisreitti rikkihappoon tapahtuu useissa vaiheissa. Erittäin suuri entsyymi, nimeltään rikkihapenaasi / reduktaasi (SOR), tuottaa happea koskevassa reaktiossa välituotteita rikkihappoa ja rikkivetyä.

Ontto pallo reaktioalueena

Entsyymin kolmiulotteinen rakenne voisi nyt valaistaa tutkijoita. SOR koostuu 24 kopiosta samaa alayksikköä, jotka yhdessä muodostavat suuren ja esteettisesti miellyttävän onton pallon, jonka halkaisija on 15 nm. Pallon sisustus edustaa kennon sisäpuolelta eristettyä pientä reaktioaluetta, jossa luultavasti muut olosuhteet vallitsevat kuin ulkopuolella. Rikin on kuljettava onton pallon sisäpuolelle ja sieltä pienempiin onteloihin yksittäisistä alayksiköistä, entsyymin aktiivisista keskuksista, missä reaktio tapahtuu. Tässä on kussakin tapauksessa rautaatomi ja kysteiinipersulfidi, modifioitu aminohappo, joka sisältää ylimääräisen rikkiatomin. Molemmat ovat välttämättömiä entsyymin toiminnalle.

Rikin hapettuminen ongelmana ja mahdollisuutena

Rikkien hapettuminen tapahtuu paitsi mainituissa olosuhteissa myös missä kaivoksien rikkimallit tai rikastusjätteet joutuvat kosketuksiin veden kanssa. Tämä on ongelma ja mahdollisuus samanaikaisesti. Ongelma, koska tällainen hapan suodos, jolla on runsaasti, mahdollisesti myrkyllisiä raskasmetallipitoisuuksia, on ekologinen vaara. Mahdollisuus, koska voit mikrobisesti uuttaa metallia sisältävää jätevettä ja siten voittaa jopa metalleja puhdistuksessa, jonka malmipitoisuus on alhainen. A. ambivalenien kaltaisia ​​termofiilisiä mikro-organismeja käytetään esimerkiksi kuparin uuttamiseen kalkopyriittimalmeista (CuFeS2). Kokeiden tulisi myös osaltaan auttaa näiden uuttoprosessien selvittämisessä. näyttö

(Darmstadtin tekninen yliopisto, 20.02.2006 - NPO)