Новое исследование Университета Восточной Англии показывает, как почвенные бактерии вырабатывают единственный известный фермент для разрушения закиси азота, вызывающей глобальное потепление и разрушающей озоновый слой.
Наряду с двуокисью углерода (CO2) и метаном, парниковым газом является закись азота (N2O), широко известная как « веселящий газ», в настоящее время вызывает серьезную обеспокоенность, и международное сообщество уделяет большое внимание сокращению выбросов.
Есть надежда, что результаты, опубликованные сегодня в журнале Chemical Science, помогут проложить путь к стратегиям по смягчению разрушительного воздействия этого изменяющего климат газа.
N2O имеет примерно в 300 раз больший потенциал глобального потепления, чем CO2, и остается в атмосфере около 120 лет, где на его долю приходится около девяти процентов от общего количества парниковых газов.
Он также разрушает озоновый слой с такой же эффективностью, как и ныне запрещенные хлорфторуглероды (ХФУ).
Атмосферные уровни N2O растут из года в год, поскольку микроорганизмы разлагают синтетические азотные удобрения, которые добавляются в сельскохозяйственную почву, чтобы удовлетворить потребность в продовольствии постоянно рост мирового населения.
Профессор Ник Ле Брун из Школы химии UEA сказал: «Хорошо известно, что некоторые бактерии могут «дышать» N2O в средах, где кислород (O2) ограничено.
"Эта способность полностью зависит от фермента под названием "редуктаза закиси азота", который является единственным известным ферментом, разрушающим N2O. Поэтому он очень важен для контроля уровни этого изменяющего климат газа.
"Мы хотели узнать больше о том, как почвенные бактерии используют этот фермент для разрушения закиси азота."
Участок фермента, где потребляется N2O (называемый «активным центром»), уникален в биологии и состоит из сложного сочетания меди и серы (медно-сульфидный кластер). До сих пор не было известно, как этот необычный активный центр строится бактериями.
Команда UEA обнаружила белок под названием NosL, который необходим для сборки активного центра медно-сульфидного кластера и делает фермент активным.
Они обнаружили, что бактерии, лишенные NosL, все еще производят фермент, но он содержит меньше активного центра сульфида меди. Более того, при выращивании тех же бактерий в условиях дефицита меди активный центр фермента полностью отсутствовал.
Команда также показала, что NosL является белком, связывающим медь, что указывает на то, что он функционирует непосредственно в обеспечении меди для сборки активного центра медно-сульфидного кластера.
Профессор Ле Брюн сказал: «Открытие функции NosL - это первый шаг к пониманию того, как собирается уникальный активный центр редуктазы закиси азота. Это ключевая информация, потому что, когда сборка идет неправильно, неактивный фермент приводит к выброс N2O в атмосферу.
Команду UEA возглавляли профессор Ник Ле Брун и доктор Энди Гейтс из Школы биологических наук UEA, в ее состав входил вице-канцлер университета профессор Дэвид Ричардсон, также из Школы биологических наук. Они являются частью международной сети ЕС, занимающейся изучением различных аспектов N2O и азотного цикла.
Д-р Гейтс сказал: «Общество в целом хорошо осознает необходимость решения проблемы выбросов углекислого газа, но закись азота в настоящее время становится насущной глобальной проблемой и требует совместной работы исследователей с различными наборами навыков, чтобы предотвратить дальнейшие разрушительные последствия. изменения климата.
"По мере понимания ферментов, которые производят и разрушают N2O, мы приближаемся к тому, чтобы разработать стратегии по смягчению разрушительного воздействия этого изменяющего климат газа на земная среда."
«NosL является специальным медным шапероном для сборки центра Cuz редуктазы закиси азота» опубликовано в рецензируемом журнале Chemical Science, издаваемом Королевским химическим обществом, 18 апреля 2019 года.