Una enzima que combate el óxido nitroso (N 2 O), un gas de efecto invernadero, algún día podría brindarles a los científicos una herramienta nueva y potente para reducir la cantidad de gas en la atmósfera gracias, en parte, a los nuevos hallazgos publicados hoy en Nature .
por el Instituto de Investigación Van Andel
El estudio detalla cómo se ensambla la enzima N 2 O reductasa y ofrece información clave sobre su capacidad para convertir el óxido nitroso en nitrógeno y agua inofensivos. La investigación fue codirigida por el profesor asociado de VAI, Juan Du, Ph.D., el profesor asociado de VAI, Wei Lü, Ph.D., y el profesor de la Universidad de Freiburg, Oliver Einsle, Ph.D.
«Abordar los gases de efecto invernadero es un esfuerzo masivo y multifacético. Los hallazgos de hoy son un paso temprano pero importante hacia el desarrollo de otra herramienta para combatir potencialmente a un contribuyente al cambio climático», dijo Du.
Los gases de efecto invernadero atrapan el calor en la atmósfera terrestre y contribuyen al aumento de las temperaturas globales. El óxido nitroso solo representa alrededor del 7% de los gases de efecto invernadero producidos por las actividades humanas, pero su impacto es 300 veces mayor que el del gas de efecto invernadero más común , el dióxido de carbono. El óxido nitroso es generado con mayor frecuencia por prácticas agrícolas , como el uso de fertilizantes nitrogenados, según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Puede permanecer en la atmósfera durante más de un siglo.
Ciertos microbios utilizan la N 2 O reductasa para descomponer las moléculas a base de nitrógeno como parte del ciclo natural del nitrógeno de la Tierra. El uso de fertilizantes con alto contenido de nitrógeno puede abrumar la capacidad de estos microbios para mitigar por completo el óxido nitroso, permitiéndole escapar a la atmósfera. Comprender exactamente cómo sucede esto es un paso crucial hacia las estrategias para mediar el óxido nitroso, reduciendo así los niveles atmosféricos.
El estudio se centró en la estructura de la N 2 O reductasa y la forma en que interactúa con otros complejos moleculares. Usando una gran cantidad de técnicas de mapeo y modelado, el equipo descubrió que la N 2 O reductasa actúa como un conducto que convierte la energía química en energía mecánica , que a su vez impulsa el suministro de iones de cobre necesarios para la creación de más N 2 O reductasa.
Los hallazgos remodelan una creencia de una década sobre este sistema crucial de suministro de cobre y revelan un nuevo modo de operación para moléculas similares. Aunque se necesita investigación adicional, los hallazgos proporcionan un plan detallado que puede traducirse en futuras estrategias de remediación ambiental.
Más información: Oliver Einsle, Interacción molecular de una maquinaria de ensamblaje para la óxido nitroso reductasa,
Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05015-2 . www.nature.com/articles/s41586-022-05015-2
