Nieuw ontdekt eiwit ondersteunt de efficiënte raffinage van zeldzame aardmetalen

bron: mijnbouw

In een recent artikel gepubliceerd in de Journal of Biological Chemistry beschrijven onderzoekers van ETH Zürich de ontdekking van lanpepsie, een eiwit dat specifiek lanthaniden – of zeldzame aardelementen – bindt en deze onderscheidt van andere mineralen en metalen.

Vanwege hun gelijkenis met andere metaalionen is de zuivering van REE uit de omgeving slechts op enkele locaties omslachtig en economisch. Omdat ze dit wisten, besloten de wetenschappers biologische materialen met een hoge bindingsspecificiteit voor lanthaniden te onderzoeken als mechanismen die een uitweg voorwaarts zouden kunnen bieden.

De eerste stap was het beoordelen van eerdere onderzoeken die suggereren dat de natuur een verscheidenheid aan eiwitten of kleine moleculen heeft ontwikkeld om lanthaniden op te vangen. Andere onderzoeksgroepen hebben ontdekt dat bepaalde bacteriën, methylotrofen die methaan of methanol omzetten, enzymen hebben die lanthaniden op hun actieve plaatsen nodig hebben. Sinds de eerste ontdekkingen op dit gebied is de identificatie en karakterisering van eiwitten die betrokken zijn bij de detectie, opname en gebruik van lanthaniden een opkomend onderzoeksgebied geworden.

Om nieuwe actoren in het lanthanoom te identificeren, bestudeerden Jethro Hemmann en Philipp Keller samen met medewerkers van D-BIOL en het laboratorium van Detlef Günther bij D-CHAB de lanthaniderespons van de obligate methylotrofe Methylobacillus flagellatus.

Door het proteoom te vergelijken van cellen gekweekt in de aanwezigheid en afwezigheid van lanthaan, vonden ze verschillende eiwitten die niet eerder verband hielden met het gebruik van lanthaniden.

Onder hen bevond zich een klein eiwit met een onbekende functie, dat het team nu lanpepsie noemde. In vitro karakterisering van het eiwit onthulde bindingsplaatsen voor lanthaniden met een hoge specificiteit voor lanthaan ten opzichte van het chemisch vergelijkbare calcium.

Lanpepsy is in staat lanthaniden te verrijken vanuit een oplossing en biedt daarmee potentieel voor de ontwikkeling van bio-geïnspireerde processen voor de duurzame zuivering van zeldzame aardmetalen.

---

Posttijd: 08 maart 2023