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稀土（Rare earth）是元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称，这些元素是从智能手机到硬盘驱动器等几乎所有现代技术的关键组成部分。 稀土元素实际上相对丰富，但以低浓度分散在地球上，因此很难从地壳中提取并相互分离。利用生物法可高效地将稀土与所有其他金属区分开，以及将有用的和无用的稀土区分开。 宾夕法尼亚州立大学的科学家们发现了一种新的机制，细菌通过这种机制在稀土元素中进行选择，简单来说，只有某些稀土元素结合时，细菌蛋白质才能与自身的另一个单元结合，或 "二聚化"。 通过弄清楚这种“分子握手”（molecular handshake）在原子水平上的工作原理，研究人员找到了一种在正常室温条件下将不同稀土元素彼此分离的方法。相关文章以题“Enhanced rare-earth separation with a metal-sensitive lanmodulin dimer”发表于 Nature。这项研究受到美国国家科学基金会的支持。  （来源：Nature） 研究报告了一种从英国橡树芽中分离出来的甲基营养菌 Hansschlegelia quercus 中的蛋白 LanM（Hans-LanM），相对于 Mex-LanM 表现出更强的稀土分离能力。Mex-LanM 是该团队 6 年前从其他甲基营养菌中分离出来的蛋白。  ▲图丨Hans-LanM 与 Mex-LanM 在序列和稀土选择性方面不同。（来源：Nature） Mex-LanM 总是单体的，而 Hans-LanM 存在于单体/二聚体的平衡中，其位置取决于所结合的特定稀土。 研究人员利用这些发现，实现了基于 Hans-LanM 的关键钕/镝对的单级分离（钕、镝均为稀土元素）。具体来说，当该蛋白与钕（较轻的镧系元素之一）结合时，形成二聚体的能力很强；当该蛋白与镝（较重的镧系元素），更倾向于以单体形式存在。 说明了分子间的相互作用——在蛋白质中很常见，但在小分子中却很罕见——可以被利用来改善稀土的分离。 Hans-LanM 金属敏感二聚化机制的生化和结构表征，为生物学中 LRE（轻稀土） 与 HRE（重稀土） 选择性提供了一种新的变构机制。这项研究还表明，二聚强度以及金属选择性可以合理调节。 Hans-LanM 进化出 LRE 选择性二聚化，因此，在分离过程中利用二聚化将有助于通过将二聚化敏感性转移到更高的浓度范围。 此外，研究表明，同一性低至 33% 的 LanM 很容易预测，但在金属选择性方面具有差异；对这种多样性的进一步挖掘可能会揭示调整稀土分离的其他机制。 研究人员表示：“理论上，这一方法适用于任何稀土收获方式。” 免责声明：本文旨在传递合成生物学最新讯息，不代表平台立场，不构成任何投资意见和建议，以官方/公司公告为准。本文也不是治疗方案推荐，如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。 |
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