能量耦合存在于产甲烷菌甲基辅酶M 还原酶MCR活化过程

• 作者: 周玉珍 姚萍 徐建明 汪伟 金皓
• 来源期刊: 江苏农业科学
• 学科: 农学
• 关键词: 能量耦合 MCR 活化 产甲烷菌
• 年，卷（期）: 2018,（23）
• 所属期刊栏目: 资源与环境
• 页码范围: 329-333
• 页数: 5页
• 分类号: S188+.3
• 字数: 5088字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15889/j.issn.1002-1302.2018.23.082

摘要

产甲烷菌中甲基辅酶R还原酶(MCR)催化甲烷合成途径中的最后一步,也是甲烷合成途径中速率限制的一步.MCR的活化中心有一必须的辅酶F430.有活性的MCR酶的辅酶F430活性中心的镍处于+1价态.快速有效地活化MCR对于阐明MCR的催化机理和人为控制天然甲烷的合成起到相当重要的作用.然而MCR的活化相当困难,因为辅酶F430的Ni(Ⅰ)的氧化还原电势极低(<-600 mV),很容易被氧化而失活.目前为止,人们还没有找到体外活化MCR的有效方法,但发现H2和CO可以在体内活化MCR,虽然其活化机理还是一个迷.研究发现,在培养基中添加钨和硒可以提高H2活化MCR速度8倍和H2活化MCR的效率约65％;添加fumarate和CH3-SCoM使H2能够在体外活化MCR(为体内MCR活化程度的30％ ～40％),让CO体外活化的MCR更稳定.这都说明H2和CO活化MCR的过程中存在能量耦合反应,正是这种能量耦合反应使得氧化还原电势较高的H2(-420 mV)和CO(-520 mV)能还原氧化还原电势较低的MCR的活性中心F430(<-600 mV).