Beranda Lingkungan Bakteri ini Memakan Gas Rumah Kaca

Bakteri ini Memakan Gas Rumah Kaca

170
BAGIKAN
Struktur methanobactin (dalam putih) dan struktur protein MbnB ditampilkan dalam kredit merah dan biru: Amy Rosenzweig Lab, Northwestern University

Dengan kemampuan menyerap logam berat dari lingkungan dan mencerna gas rumah kaca yang potensial, bakteri metanotrofik menarik tugas ganda ketika harus membersihkan lingkungan.

Tetapi sebelum peneliti dapat mengeksplorasi aplikasi konservasi potensial, mereka terlebih dahulu harus lebih memahami proses fisiologis dasar bakteri. Amy C. Rosenzweig dari Universitas Northwestern baru-baru ini telah menyusun bagian lain dari teka-teki tersebut. Laboratoriumnya telah mengidentifikasi dua protein yang belum pernah dipelajari sebelumnya, yang disebut MbnB dan MbnC, sebagai bagian yang bertanggung jawab atas kerja batin bakteri.

“Temuan kami jauh melampaui bakteri metanotropik,” kata Rosenzweig, Profesor Ilmu Kebudayaan Hidup Keluarga Weinberg dan profesor biologi molekuler dan kimia di Sekolah Tinggi Seni dan Ilmu Pengetahuan Weinberg di Northwestern. “Kedua protein ini ditemukan dalam berbagai bakteri lain, termasuk patogen manusia.”

Bakteri metanotropik, atau lebih sederhana “metanotrof,” mengambil tembaga dari lingkungan untuk dipasang ke mesin molekuler yang memetabolisme metana, mengubahnya menjadi metanol untuk makanan. Untuk memperoleh tembaga, banyak metanotrof mensekresikan peptida yang dimodifikasi secara kimia yang disebut methanobactin, yang mengikat erat pada ion tembaga untuk menarik mereka ke dalam sel. Sampai saat ini, mesin seluler yang mendorong pembentukan metanobaktin telah sedikit dipahami.

Tim Rosenzweig menemukan bahwa dua protein – MbnB dan MbnC – sebagian bertanggung jawab untuk produksi methanobactin. Bersama-sama, protein-protein ini membentuk kompleks enzim yang mengandung besi yang mengubah asam amino menjadi dua kelompok kimia organik. Bahan kimia ini menghasilkan methanobactin, yang merekrut tembaga ke dalam sel. Rosenzweig dan timnya juga menemukan bahwa dua protein ini mendorong produksi methanobactin di seluruh keluarga spesies penghasil methanobactin, termasuk non-methanotrof.

“Keterlibatan enzim yang membutuhkan logam dalam membentuk jenis kelompok kimia ini belum pernah terjadi sebelumnya, dan tidak satu pun dari kedua protein tersebut telah dipelajari sebelumnya,” kata Rosenzweig. “Selain itu, enzim serupa tampaknya diproduksi dalam konteks lain, menunjukkan bahwa zat kimia ini penting di luar produksi methanobactin.”

Penemuan ini mempermudah peneliti untuk mempelajari methanobactin karena mereka dapat bekerja dengan protein dalam tabung reaksi daripada memanipulasi seluruh mikroorganisme hidup. Ini juga membawa dunia lebih dekat ke aplikasi yang menjanjikan methanotrof. Banyak orang membayangkan menggunakan filter yang terbuat dari bakteri untuk menggosok metana keluar dari atmosfer atau untuk membantu mengeluarkan gas metana dari cadangan gas alam. Tapi Rosenzweig percaya bahwa karena produksi methanobactin, metanotrof memiliki aplikasi yang melampaui membersihkan lingkungan.

Bacteria eats greenhouse gas with a side of protein
Struktur protein MbnB, yang sebagian bertanggung jawab untuk produksi methanobactin. Kredit: Amy Rosenzweig Lab, Universitas Northwestern

Karena methanobactin mengikat tembaga begitu erat, telah diteliti sebagai pengobatan untuk penyakit Wilson, gangguan genetik langka di mana tubuh pasien tidak dapat menghilangkan tembaga yang mereka konsumsi dalam makanan, sehingga terakumulasi di otak dan hati. Beberapa peneliti juga percaya bahwa metanobaktin memiliki sifat antibakteri dan dapat digunakan dalam kelas antibiotik baru.

“Sekarang kita tahu gen mikroba dan protein apa yang dicari, dan sekarang kita tahu apa yang dilakukan beberapa protein kunci, kita dapat secara efektif memprediksi spesies mana yang akan membuat methanobactin baru dan berbeda,” kata Rosenzweig. “Dan kita bisa menguji senyawa itu untuk bioaktifitas.”

Penelitian ini berjudul “biosintesis methanobactin.”