点击上方 环境微生物组学 关注我们
乙烷是天然存在的碳氢化合物，在海洋中以天然气渗漏的形式释放出来。尽管它的含量比甲烷少，但作为大气中重要的温室气体，它对气候变化的潜在影响不可忽视。为了防止这些碳氢化合物进入大气，海洋中的微生物会通过厌氧氧化的过程将乙烷等烃类转化为二氧化碳，从而限制它们的扩散。
乙烷的厌氧氧化过程主要依赖于古菌和硫酸盐还原细菌的协作。古菌将乙烷转化为二氧化碳，同时与硫酸盐还原菌交换电子，维持生态系统的能量平衡。最近德国马普海洋微生物研究所Tristan Wagner通讯Nature Communications论文：Ethane-oxidising archaea couple CO2 generation to F420 reduction揭示了在乙烷氧化过程中，古菌依赖于一种特别的代谢辅因子F420来传递电子，而不是传统的铁氧还蛋白（ferredoxin）。通过对从海洋古菌Ca. Ethanoperedens thermophilum中提取的酶进行结构解析和生化实验，科学家发现了这个过程中的关键酶：CO脱氢酶和甲酰甲烷辅氢还原酶。这些酶能够将乙烷氧化释放出的电子传递给F420辅因子，而F420的还原随后成为驱动乙烷氧化代谢的主要力量。
F420是一种非常罕见的代谢物，广泛存在于某些古菌和放线菌中，其在碳代谢中的作用近年来逐渐被揭示。通过对这些酶的晶体结构解析发现这些酶通过与F420结合，可以更加高效地完成乙烷的氧化过程。这一发现打破了之前认为乙烷氧化主要依赖于铁氧还蛋白传递电子的假设。这些发现不仅揭示了古菌的独特代谢途径，还展示了微生物如何在极端环境中优化其能量获取机制。
Proposed catabolism of Ca. E. thermophilum, and native purification of the CODH component and the Fwd/Fmd complex.
Proposed catabolic metabolism in the Ethane50 consortium.
参考文献
Lemaire, O.N., Wegener, G. & Wagner, T. Ethane-oxidising archaea couple CO2 generation to F420 reduction. Nat Commun 15, 9065 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53338-7
更多图形图例、研究内容，推荐阅读原文 ！
如若侵犯到原作者任何相关利益，请告知删除！翻译过程存在不准确或表述不清，以及任何疏漏，欢迎大家后台留言指正。
