李山
德國研究人員近日發現一種具有同化特性的原型亞硫酸鹽還原酶，通過這種特殊的酶，產甲烷微生物可將對其有害的亞硫酸鹽轉化成生長所需的硫化物。該研究提供了對進化的新見解，相關成果發表在《自然·化學生物學》雜志上。
產甲烷菌是一類能夠將無機或有機化合物厭氧發酵轉化成甲烷和二氧化碳的古細菌。它們產生的甲烷（例如在反芻動物的消化道中），對全球碳循環很重要。甲烷可用作加熱的能源，同時也是一種強效溫室氣體，對氣候變化有重要影響。但是，產甲烷菌偶爾會在棲息地遇到亞硫酸鹽，后者會破壞甲烷形成所必需的酶，對產甲烷菌有害。
馬克斯·普朗克海洋微生物研究所深入研究了生活在海洋中的兩種嗜熱產甲烷菌：生活在65℃左右的地熱加熱沉積物中的熱化能營養甲烷球菌，以及生活在85℃左右的深海火山中的詹納氏甲烷球菌。科學家發現，這些產甲烷微生物可通過一種特殊的酶，使其免受有毒亞硫酸鹽的侵害。
這種亞硫酸鹽還原酶的形狀有點像蝴蝶，簡稱為Fsr。它可將亞硫酸鹽轉化為產甲烷菌生長所需的安全硫化物。研究人員解釋說：“這種酶攔截亞硫酸鹽并將其直接還原為硫化物。硫化物會摻入氨基酸中，結果微生物沒有中毒，甚至將所得產物用作硫的來源，它們把毒藥變成了食物。”
研究人員發現，亞硫酸鹽還原有兩種類型：異化和同化。而Fsr的結構類似于異化酶，但卻使用同化機制，即它結合了兩個方面的優點。科學家懷疑，異化酶和同化酶這兩種酶都起源于一個共同的祖先。Fsr不僅提供了對進化的新見解，還讓人們更好地了解海洋微生物的迷人世界。此外，研究這些重要微生物還為更安全的生物技術應用開辟了道路。
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