新发现的酶不是重金属的粉丝

碳酸酐酶是几乎所有生物中都存在的必需酶。迄今为止，已确定的所有八类碳酸酐酶都需要金属离子才能发挥作用。但是现在，的研究人员发现，金属并不是所有碳酸酐酶的关键。

在本月发表于BMC Biology的一项研究中，筑波大学生命与环境科学学院的研究人员描述了COG4337蛋白家族的两个成员，它们是不需要金属离子的碳酸酐酶的第一个已知实例。发挥作用。

碳酸酐酶催化二氧化碳(CO转化2)转换成碳酸氢盐(HCO 3反之亦然〜)，和副。它们对于广泛的生理过程至关重要，包括调节酸碱平衡，呼吸和光合作用，对于从细菌到人类的所有碳基生命都至关重要。先前确定的所有类别的碳酸酐酶均包含金属辅因子(锌，镉，钴或锰)，这些因子对这些酶的活性至关重要，因此，筑波大学的研究人员发现COG4337蛋白类似于已知的碳酸酐酶。酸酐酶，他们希望金属离子对这些新蛋白质也很重要。

“由于大多数碳酸酐酶的活性位点含有促进CO 2和HCO 3 inter相互转换的金属离子，我们惊讶地发现COG4337蛋白不需要我们测试的八种不同金属中的任何一种，而实际上它们的功能较弱主要作者是平川佳久教授。

当研究人员作出COG4337的模型蛋白质结构，他们发现，有一个活性位点，或口袋中，可保持到CO 2，而酶将其转换为HCO 3〜。有趣的是，与其他碳酸酐酶不同，这些新型酶似乎并未进行将HCO 3 converting转化为CO 2的逆反应。此外，研究人员还发现，这些COG4337蛋白倾向于聚集在微藻Bigelowiella natans的质体和线粒体中，后者是发生CO 2代谢的地方。

Hirakawa教授解释说：“这些蛋白质由生活在金属含量相当不同的环境中的许多蓝细菌和真核微藻表达。这种酶有可能在祖传微生物中进化，以适应贫瘠的金属环境，例如开阔的海洋，”平川教授解释说。 。

鉴于碳酸酐酶在微生态重要物种中的广泛表达，这种新型的金属非依赖性碳酸酐酶可能在全球碳循环中发挥重要作用。进一步了解这些酶的作用方式也可用于人工光合作用，这是可再生能源的重要来源。

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