Редкоземельные элементы (РЗЭ) являются незаменимым компонентом цифровых технологий, которые сегодня являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Однако их биологическая роль была открыта лишь недавно. Несколько лет назад стало очевидно, что эти металлы являются эссенциальными элементами для метано- и метилотрофных бактерий. Одним из представителей является бактерия Methylacidiphilum fumariolicum SolV, которая была обнаружена в вулканическом грязевом котле недалеко от Неаполя, Италия, и, как известно, ее рост строго зависит от РЗЭ, таких как лантан и церий.
В сотрудничестве с микробиологами под руководством Хууба Оп ден Кэмпа из Университета Радбауд в Неймегене, Нидерланды, и Томаса Барендса из Института медицинских исследований Макса Планка в Гейдельберге Лена Дауманн (профессор бионеорганической химии в Университете Людвига-Максимилиана) (LMU) в Мюнхене) и ее группа представили первую биохимическую характеристику фермента, содержащего европий. Этот фермент был выделен из бактериального штамма M. fumariolicum SolV, выращенного в присутствии европия в качестве единственного РЗЭ в среде. Выделенный фермент представляет собой так называемую метанолдегидрогеназу (МДГ), которая катализирует превращение метанола в формальдегид. Его активный центр состоит из кофактора пирролохинолинхинона (PQQ) и центрального иона металла. В отличие от давно известного кальций-зависимого MDH, этот производный от SolV фермент содержит РЗЭ (в данном исследовании европий) в своем активном центре.
Междисциплинарная исследовательская группа не только определила кристаллическую структуру этого нового MDH, содержащего европий, но также определила кинетические параметры, чтобы определить влияние различных ионов РЗЭ на активность фермента. Результаты показали, что тип РЗЭ, связанных в активном центре, оказывает значительное влияние на активность MDH и, в свою очередь, также на скорость роста SolV. Результаты были опубликованы в журнале ChemBioChem, а отчет помещен на обложке текущего номера. Беренис Ян (первый автор статьи) и Лена Дауманн также написали общий обзор по бионеорганической химии редкоземельных элементов, который стал обложкой июньского номера журнала Chemie в unserer Zeit.