细菌精益次存储策略可以帮助生物材料生产
细菌可以为精益次存储额外的资源。这有点像保持一个储蓄罐或携带备用电池包。一个重要的储备被称为藻青素颗粒,由一位意大利科学家第一次注意到大约150年前。他看到大,黑色斑点的细胞蓝绿色藻类(蓝藻)他学习不了解他们或他们的目的。从那以后,科学家们意识到,藻青素是天然的绿色生物高聚物,细菌使用它作为一个存储的氮和能量,而且它能有许多生物技术的应用程序。他们已经尝试生产大量的藻青素的酶,使其(被称为藻青素合成酶)从大肠杆菌烟草,但没有能够足够非常有用。
现在,通过结合两种尖端技术,低温电子显微镜(麦吉尔的电子显微镜研究设施)和x射线晶体学,麦吉尔研究人员,第一次能够看到活跃的酶作用。
“直到现在,科学家一直无法理解细菌细胞储存氮在藻青素,仅仅因为他们看不到酶在行动,”马丁Schmeing说,麦吉尔的生物化学教授,资深作者在最近的一篇论文在《自然化学生物学。“通过缝合3 d图像的酶在工作成电影,我们可以看到三种不同结构单元(或域),合在一起形成藻青素合成酶。这是一个令人惊讶的和非常优雅的自然biomachine的例子。”
下一步的研究包括观察其他酶用于完整的生物合成和降解藻青素的循环。一旦研究人员能够看到他们在行动,这可能会给他们一个完整的结构的理解过程,允许他们找出如何激发细胞使大量的藻青素及相关聚合物的绿色聚合物生物技术应用,例如在生物可降解水软化剂和antiscalants或创建热敏性nanovesicles用于靶向药物输送。
参考
沙龙我Haque,尹浩然,Grogg。氨基酸聚合酶藻青素合成酶的结构和功能。Nat化学杂志。2021;17 (10):1101 - 1110。doi:10.1038 / s41589 - 021 - 00854 - y
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