Uma descoberta inesperada deu aos cientistas uma maior compreensão de uma importante enzima produtora de metano.

Uma equipe de pesquisadores do Instituto Carl R. Woese de Biologia Genômica (IGB) da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign publicou um artigo em eLife que descreveu suas descobertas sobre uma enzima chamada metil-coenzima M redutase, ou MCR.

Suas descobertas derrubam o que antes se acreditava ser verdade no campo:que um conjunto de modificações exclusivas presentes no MCR eram essenciais para o funcionamento da enzima.

Eles descobriram que essas modificações não eram de fato essenciais, uma descoberta que trará os cientistas um passo mais perto de compreender totalmente esta enzima, que desempenha um papel importante na produção de metano e no ciclo do carbono.

O metano é um importante gás de efeito estufa que contribui com aproximadamente 20 por cento do efeito estufa, que contribui para o aquecimento da terra.

O metano vem de fontes geológicas e biológicas, incluindo de um grupo de microorganismos chamados metanógenos. Esses organismos microscópicos, que são membros do domínio Archaea, produzem metano como subproduto de seu metabolismo. Gigatons de metano são produzidos por metanógenos todos os anos.

Os metanogênios têm a enzima MCR, que é a única enzima que produz metano. É fundamental para a produção e o consumo de metano.

"Esta é uma enzima extremamente importante, "disse o Professor de Biologia Molecular e Celular William Metcalf, co-autor do artigo e líder do tema Mining Microbial Genomes (MMG) do IGB. "Eu diria que é uma das enzimas mais importantes da Terra para o ciclo do carbono."

O MCR também possui algumas propriedades incomuns. Ao contrário da maioria das enzimas, O MCR tem uma série de modificações que alteram os aminoácidos da enzima. Anteriormente, acreditava-se que essas modificações eram essenciais para as funções da enzima.

Até agora, tem sido impossível fazer uma análise genética dessas enzimas - o que incluiria retirar essas modificações e observar como a enzima funciona sem elas.

"Acreditava-se que se você fizesse isso, a enzima não funcionaria, "Disse Metcalf." Porque essa enzima é necessária para a viabilidade do organismo, era considerado um gene essencial. "

Mas Douglas Mitchell, professor de química e membro do corpo docente do tema MMG do IGB, pensado de outra forma. Ele e seu laboratório de pesquisa vinham estudando uma classe de moléculas que apresentava uma das modificações que também está presente no MCR. Eles descobriram como essa modificação foi feita e previram que a mesma máquina enzimática usada para modificar o MCR em metanógenos era a mesma máquina usada para fazer antibióticos e bactérias.

Contudo, o laboratório deles tinha uma limitação, de acordo com Nilkamal Mahanta, um pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Mitchell que estava envolvido com a pesquisa. Seu laboratório foi limitado em sua capacidade de realizar o tipo de experimento necessário para ver se isso era verdade. Os organismos que eles queriam estudar existem apenas em ambientes anaeróbicos, que não contêm oxigênio.

IGB Fellow Nayak havia desenvolvido recentemente uma nova ferramenta genética que poderia manipular esse tipo de organismo. Ela usou essa ferramenta para estudar as propriedades físicas do MCR e entender como ele funciona - e descobriu que a modificação não era essencial para a função da enzima.

Isso foi uma surpresa para muitos neste campo de pesquisa, e para Metcalf e Nayak também.

“Quando comecei este projeto, Eu não sabia muito sobre a importância dessas modificações, "Nayak disse." À medida que o projeto avançava. . . Percebi o impacto da descoberta que fizemos, que esta modificação que pensamos ser importante e envolvida na produção ou decomposição do metano, de repente, não estava desempenhando um papel tão importante quanto as pessoas na literatura vinham falando nos últimos 10 ou 15 anos - talvez até mais, na realidade."

Suas descobertas sugerem que há mais a ser descoberto sobre essa enzima e o papel que ela desempenha na produção e consumo de metano.