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Toward the Use of Methyl-Coenzyme M Reductase for Methane Bioconversion Applications
Accounts of Chemical Research ( IF 16.4 ) Pub Date : 2024-08-27 , DOI: 10.1021/acs.accounts.4c00413 Thuc-Anh Dinh 1 , Kylie D Allen 1
Accounts of Chemical Research ( IF 16.4 ) Pub Date : 2024-08-27 , DOI: 10.1021/acs.accounts.4c00413 Thuc-Anh Dinh 1 , Kylie D Allen 1
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As the main component of natural gas and renewable biogas, methane is an abundant, affordable fuel. Thus, there is interest in converting these methane reserves into liquid fuels and commodity chemicals, which would contribute toward mitigating climate change, as well as provide potentially sustainable routes to chemical production. Unfortunately, specific activation of methane for conversion into other molecules is a difficult process due to the unreactive nature of methane C–H bonds. The use of methane activating enzymes, such as methyl-coenzyme M reductase (MCR), may offer a solution. MCR catalyzes the methane-forming step of methanogenesis in methanogenic archaea (methanogens), as well as the initial methane oxidation step during the anaerobic oxidation of methane (AOM) in anaerobic methanotrophic archaea (ANME). In this Account, we highlight our contributions toward understanding MCR catalysis and structure, focusing on features that may tune the catalytic activity. Additionally, we discuss some key considerations for biomanufacturing approaches to MCR-based production of useful compounds.
中文翻译:
将甲基辅酶 M 还原酶用于甲烷生物转化应用
作为天然气和可再生沼气的主要成分,甲烷是一种储量丰富、价格实惠的燃料。因此,人们有兴趣将这些甲烷储备转化为液体燃料和商品化学品,这将有助于缓解气候变化,并为化学品生产提供潜在的可持续途径。不幸的是,由于甲烷 C-H 键的惰性,将甲烷特异性活化转化为其他分子是一个困难的过程。使用甲烷活化酶,例如甲基辅酶 M 还原酶 (MCR),可能会提供一种解决方案。 MCR 催化产甲烷古菌(产甲烷菌)中甲烷生成的甲烷形成步骤,以及厌氧甲烷氧化古菌(ANME)中甲烷厌氧氧化(AOM)过程中的初始甲烷氧化步骤。在这篇文章中,我们强调了我们对理解 MCR 催化和结构的贡献,重点关注可能调整催化活性的特征。此外,我们还讨论了基于 MCR 生产有用化合物的生物制造方法的一些关键考虑因素。
更新日期:2024-08-27
中文翻译:
将甲基辅酶 M 还原酶用于甲烷生物转化应用
作为天然气和可再生沼气的主要成分,甲烷是一种储量丰富、价格实惠的燃料。因此,人们有兴趣将这些甲烷储备转化为液体燃料和商品化学品,这将有助于缓解气候变化,并为化学品生产提供潜在的可持续途径。不幸的是,由于甲烷 C-H 键的惰性,将甲烷特异性活化转化为其他分子是一个困难的过程。使用甲烷活化酶,例如甲基辅酶 M 还原酶 (MCR),可能会提供一种解决方案。 MCR 催化产甲烷古菌(产甲烷菌)中甲烷生成的甲烷形成步骤,以及厌氧甲烷氧化古菌(ANME)中甲烷厌氧氧化(AOM)过程中的初始甲烷氧化步骤。在这篇文章中,我们强调了我们对理解 MCR 催化和结构的贡献,重点关注可能调整催化活性的特征。此外,我们还讨论了基于 MCR 生产有用化合物的生物制造方法的一些关键考虑因素。