水银污染是一个持续性的环境问题。人类活动导致大量有毒物质在环境中积累,尤其是在水体中,鱼类和贝类等生物会像海绵一样吸收这类重金属,并通过食物链传递,最终威胁人类健康。
科学家们一直在寻找减缓这种毒性危害的方法。田纳西州大学和橡树岭国家实验室的研究人员在一项最新研究中发现了自然界最有效的水银“斗士”:细菌。该研究负责人Jeremy Smith介绍,在食物链顶端的生物,如鱼类、贝类,乃至人类,都面临甲基水银的威胁。而某些细菌似乎能够分解这种最有害的物质形式,因此理解其分解机制具有重要意义。
科学家发现,一种特殊的酶——MerB,赋予了细菌将甲基水银转化为低毒性水银的能力,从而降低环境风险。识别这种酶的工作机制可能是分解水银的有效方法。研究人员利用高性能计算机确定了MerB酶的三维结构,并揭示了其破坏甲基水银的关键机制:酶通过产生一个电场改变甲基水银周围的电子分布,从而破坏水银与碳原子之间的化学键,使甲基水银的毒性大大降低。
在了解甲基水银和MerB酶的原子布局后,研究人员发现该酶能有效破坏甲基水银的毒性。接下来的挑战是如何将这一发现最大程度地应用于生态系统。至少在理论上,这种细菌已经为甲基水银的降解提供了可行方法。