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海洋微生物驱动有机硫合成机制领域研究新进展

 

 

来源:青岛海洋科学与技术试点国家实验室                               发布时间:2022年5月30日

 

       2022年5月26日,海洋试点国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室张玉忠教授领衔的研究团队阐明了二甲基巯基丙酸内盐(Dimethylsulfoniopropionate,DMSP)合成过程中关键酶MmtN的分子机制,为全面理解DMSP的合成过程提供了重要依据。
 
       DMSP是地球上丰度最高的有机硫化合物之一,它不仅是海洋微生物重要的碳源和硫源,也具有很多重要的生理功能和生态功能。关于DMSP合成及代谢过程及机制的研究是全球硫循环领域的研究热点。甲硫氨酸(Methionine)是DMSP合成的前体物质,经过甲基化、转氨基和脱羧基三步重要反应,最终合成DMSP,其中甲基化反应是DMSP合成的关键步骤和限速步骤。到目前为止,尚未有DMSP合成关键转甲基酶的结构和催化机制被报道。
 
       MmtN催化甲硫氨酸甲基化反应生成S-甲基甲硫氨酸(SMM)。结构及生化分析表明,MmtN拥有独特的三聚体组装机制,两个相邻的单体分子共同组成了甲硫氨酸的结合位点。MmtN采用"邻近-去溶剂化"机制发挥功能。除了海洋沉积物细菌,我们发现古菌、候选门级辐射类群(candidate phyla radiation, CPR)细菌及一些微型动物基因组中都含有有功能的MmtN同源序列,进一步分析表明这些同源蛋白也应该采用我们提出的催化机制。
 

                             海洋生态系统中DMSP合成示意图     图片:青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋科学与

 

 

技术试点国家实验室

原文链接:张玉忠教授团队在Nature Communications刊发海洋微生物驱动有机硫合成机制领域研究新进展