Kristina Mühlenkamp, ​​Marburq Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

8 MDa Hdr–Vhu–Fwd kompleksinin ümumi arxitekturası. Müəllif: Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10744-9

Marburq Universitetinin tədqiqat qrupu bu günə qədər təbiətdə tapılan ən böyük ferment komplekslərindən birini araşdırıb və onun diqqətəlayiq quruluşunu deşifrə edib. Doktor Yan Şullerin rəhbərliyi altında Sintetik Mikrobiologiya Mərkəzindən (SYNMIKRO) doktorant tələbə Sofiya Pol heterodisulfid reduktaza super yığımını ətraflı şəkildə xarakterizə edə bilib. Tədqiqatın nəticələri artıq Nature jurnalında dərc olunub . Onlar yüzlərlə tikinti blokundan ibarət molekulyar “nəhəng”in mikroorqanizmlərdə enerji istehsalına necə imkan verdiyini göstərir.

“Bu ferment kompleksi təbiətin ekstremal şəraitdə enerjini səmərəli şəkildə istehsal etmək üçün mürəkkəb molekulyar maşınlar qurduğunu təsirli şəkildə nümayiş etdirir. Bizim üçün xüsusilə həyəcanverici olan odur ki, biz təkcə bu nəhəng sistemin quruluşunu aydınlaşdıra bilmədik, həm də mikroorqanizmlərin enerji mübadiləsini ətraf mühitə necə çevik şəkildə uyğunlaşdırdıqlarını görə bildik”, – deyə Şuller bildirir.

Tədqiq olunan ferment kompleksi təsirli dərəcədə böyükdür: Onun molekulyar kütləsi təxminən 8 meqadalton və diametri təxminən 50 nanometrdir. Bu, onu məlum olan ən böyük ferment komplekslərindən birinə çevirir. Müqayisə üçün, şəkəri metabolizə etməklə hüceyrələrə enerji verən bir çox ferment, təxminən 120 kilodalton olmaqla xeyli kiçikdir. Super yığım ümumilikdə 252 protein alt vahidindən ibarətdir və fermentin funksiyası üçün vacib olan 600-dən çox sözdə kofaktoru – kiçik molekulyar komponentləri ehtiva edir.

Çoxsaylı komponentlərinin mürəkkəb struktur təşkili sayəsində ferment kompleksi bir neçə reaksiya mərhələsini səmərəli şəkildə bir-birinə bağlaya bilir. Bu, müəyyən mikroorqanizmlərdə enerji istehsalı üçün əsas proses olan elektronların sürətli və hədəflənmiş ötürülməsinə imkan verir.

Metan əmələ gəlməsinin molekulyar açarı

Kompleks Methanococcus maripaludis mikroorqanizmindən təcrid olunmuşdur. Bu, metanogen arxeyalar adlanan qrupa aiddir — oksigensiz yaşaya bilən və ekstremal mühitlərdə rast gəlinən təkhüceyrəli orqanizmlər. Onların yaşayış mühiti isti bulaqlardan və dərin çöküntülərdən Almaniyanın Şimal dənizi sahilindəki duzlu bataqlıqlar kimi duzlu ekosistemlərə qədər dəyişir.

Bu mikroorqanizmlər karbon qazını (CO2) metana (CH4) çevirmək üçün hidrogendən istifadə edirlər _. Karbon _qazı ilə yanaşı, metan ən əhəmiyyətli istixana qazlarından biridir və qlobal istiləşməyə töhfə verir. Buna görə də bioloji metan istehsalının daha yaxşı başa düşülməsi bu cür mikroorqanizmlərin qlobal karbon dövrlərində və iqlim dəyişikliyi kontekstində rolunu daha yaxşı qiymətləndirməyə kömək edir.

Təəccüblü uyğunlaşma kəşf edildi

Krio-elektron mikroskopiyasından istifadə edərək, Marburq komandası ferment kompleksinin quruluşunu vizuallaşdırmaqla yanaşı, gözlənilməz bir xüsusiyyəti də müəyyən edə bildi: Tədqiq edilən hissəciklərin təxminən 18%-də hidrogen istifadə edən hidrogenazın yerinə format dehidrogenaza daxil edildi.

Bu müşahidə anaerob mikroorqanizmlərin yüksək uyğunlaşma qabiliyyətini nümayiş etdirir. Əgər onların mühiti dəyişərsə — məsələn, hidrogenin məhdud olması səbəbindən — onlar kompleksin komponentlərini xüsusi olaraq əvəz edə və bununla da enerji istehsallarını uyğunlaşdıra bilərlər.

Laboratoriyada təcrid olunmuş kompleksləri öyrənməklə yanaşı, tədqiqat qrupu fermentləri birbaşa hüceyrə daxilindəki təbii mühitdə təhlil etmək üçün krioelektron tomoqrafiyasından da istifadə etmişdir . Nəticələr göstərir ki, super yığımlar hüceyrələr daxilində yüksək sıxlıqda baş verir və ehtimal ki, metabolik yolda elektron axınında və enerji istehsalında mərkəzi rol oynayır.

Beləliklə, tədqiqat olduqca böyük bir bioloji sistemin işləməsi ilə bağlı yeni məlumatlar təqdim edir və mikroorqanizmlərin olduqca mürəkkəb molekulyar maşınlar vasitəsilə ekstremal həyat şəraitinə necə uyğunlaşdığını nümayiş etdirir.

Nəşr detalları

Sophia Paul və digərləri, I sinif metanogenlərdə 8 MDa Hdr–Vhu–Fwd super yığımının memarlığı, Təbiət (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10744-9

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Əsas anlayışlar

arxeyaoksidləşmə və reduksiya

Marburq Universiteti tərəfindən təmin edilir