Je leest:

Bacterie met driedubbel melkzuurenzym

Bacterie met driedubbel melkzuurenzym

Auteur: | 3 februari 2009

De bacteriesoort Shewanella heeft een melkzuurenzym dat bestaat uit drie eiwitten. Bijzonder, want de meeste bacteriën breken melkzuur af met één eiwit. Het driedubbele melkzuurenzym maakt het mogelijk dat de bacteriën overleven op plaatsen waar zij normaal dood zouden gaan. Dat maakt deze soorten interessant voor bijvoorbeeld het reinigen van vervuilde bodems of de bouw van biologische brandstofcellen.

Amerikaanse microbiologen hebben in de bacteriesoort Shewanella een enzym gevonden dat uit drie eiwitten bestaat. Met het enzym breekt de bacterie melkzuur af, een klusje dat verschillende bacteriesoorten normaal gesproken met één eiwit klaren. Bacteriën met de enzymvariant bestaande uit drie eiwitten hebben een voordeel, omdat zij kunnen leven in een omgeving waar anderen doodgaan. De ontdekking is deze week te lezen in vakblad PNAS.

Bodemreiniging en brandstofcellen

Bacteriën die melkzuur als voedsel- en energiebron gebruiken zijn reuze interessant. Niet alleen vanwege hun bijzondere stofwisseling, maar deze organismen kunnen veelal ook een groot aantal verschillende soorten metalen verwerken. Wetenschappers willen zulke bacteriën gebruiken om giftige of radioactieve metalen uit vervuilde bodems weg te ruimen of voor de bouw van biologische brandstofcellen. Op dit moment weten we nog te weinig van de stofwisseling van bacteriën om ze voor deze toepassingen in te zetten. Met de ontdekking van het driedubbele melkzuurenzym zijn we wel weer een stapje dichterbij.

Shewanella bacteriën (afbeelding) gebruiken een enzym bestaande uit drie eiwitten om melkzuur af te breken. De meeste bacteriën gebruiken hiervoor een enzym dat uit een enkel eiwit bestaat. Afbeelding: Pacific Northwest National Laboratory (PNNL)

De drie eiwitten van het melkzuurenzym werken nauw met elkaar samen. Wanneer je de productie van één van de eiwitten platlegt, verliest de Shewanella bacterie onmiddellijk de mogelijkheid om te groeien. Na de ontdekking van dit unieke enzym waren de onderzoekers benieuwd naar het voorkomen ervan in andere bacteriesoorten. Zij gingen op zoek in het DNA van 400 verschillende bacteriesoorten. Ruim 80 bacteriesoorten (waaronder de uitgebreid bestudeerde Bacillus subtilis) bleken alleen over het driedubbele enzym te beschikken. Nog eens 40 soorten hadden zowel het enzym van één als het enzym van drie eiwitten.

Zuurstofstress

De laatste groep kan op elk moment slechts één van de twee enzymvarianten gebruiken. De microbiologen bekeken bacteriën uit deze groep om te bepalen in welke situaties het voordelig is om het driedubbele melkzuurenzym te gebruiken. Vooral in een omgeving met veel zuurstof hebben bacteriën met een enzym bestaande uit één eiwit het moeilijk. Door het grote aantal zuurstofmoleculen ontstaat een stress-situatie waarbij de bacterie beschadigt. Het driedubbele enzym is zo groot dat het weinig met zuurstof reageert. Zo kunnen bacteriën met de enzymvariant bestaande uit drie eiwitten dus leven op plaatsen waar andere bacteriën dood gaan.

Bronnen

Genomic reconstruction of Shewanella oneidensis MR-1 metabolism reveals a previously uncharacterized machinery for lactate utilization (Grigory Pinchuk et al.), PNAS, 2 februari 2009

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 03 februari 2009

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.