Наряду с углекислым газом (CO2) и метаном, закись азота (N2O) парникового газа, широко известная как «веселящий газ», в настоящее время вызывает серьезную озабоченность, и международное сообщество уделяет большое внимание сокращению выбросов.
Мы надеемся, что результаты, опубликованные сегодня в журнале Chemical Science, помогут проложить путь к стратегиям смягчения разрушительного воздействия этого газа, изменяющего климат.
N2O примерно в 300 раз превышает 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 той же эффективностью, что и теперь запрещенные хлорфторуглероды (ХФУ).
Уровни N2O в атмосфере растут из года в год, поскольку микроорганизмы расщепляют синтетические азотные удобрения, которые добавляют в сельскохозяйственную почву, чтобы удовлетворить потребности в продовольствии постоянно увеличивающегося населения мира.
Профессор Ник Ле Брун из Школы химии UEA сказал: «Хорошо известно, что некоторые бактерии могут« дышать »N2O в средах с ограниченным содержанием кислорода (O2).
«Эта способность полностью зависит от фермента под названием« редуктаза закиси азота », который является единственным известным ферментом, разрушающим N2O.
Поэтому очень важно контролировать уровень этого изменяющего климат газа.
«Мы хотели узнать больше о том, как почвенные бактерии используют этот фермент для разрушения закиси азота."
Часть фермента, в которой потребляется N2O (называемая «активным центром»), уникальна в биологии и состоит из сложной структуры меди и серы (кластер сульфида меди). До сих пор не хватало знаний о том, как этот необычный активный центр создается бактериями.
Команда UEA обнаружила белок под названием NosL, который необходим для сборки активного центра кластера сульфида меди и делает фермент активным.
Они обнаружили, что бактерии, лишенные NosL, по-прежнему продуцируют фермент, но в нем содержится меньше активного центра сульфида меди. Более того, когда те же бактерии выращивали с дефицитом меди, активный центр фермента полностью отсутствовал.
Команда также показала, что NosL является медьсвязывающим белком, что указывает на то, что он действует непосредственно в поставке меди для сборки активного центра медно-сульфидного кластера.
Профессор Ле Брун сказал: «Открытие функции NosL – это первый шаг к пониманию того, как устроен уникальный активный центр редуктазы закиси азота. Это ключевая информация, потому что, когда сборка идет не так, неактивный фермент приводит к выбросу N2O в атмосферу."
Команду UEA возглавили профессор Ник Ле Брун и доктор Энди Гейтс из Школы биологических наук UEA, в ее состав входил проректор университета профессор Дэвид Ричардсон, также из Школы биологических наук. Они являются частью международной сети ЕС, ориентированной на понимание 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, чтобы исследователи с разными навыками работали вместе, чтобы предотвратить дальнейшие разрушительные последствия изменения климата.
"По мере углубления понимания ферментов, которые производят и разрушают N2O, мы приближаемся к возможности разработки стратегий по смягчению разрушительного воздействия этого изменяющего климат газа на окружающую среду Земли."
«NosL – это специальный медный шаперон для сборки центра оксида азота в Cuz», опубликованный в Chemical Science, рецензируемом журнале, опубликованном Королевским химическим обществом, 18 апреля 2019 г.