细菌如何构建一种破坏气候变化的笑气的酶

东英吉利大学的一项新研究揭示了土壤细菌如何构建唯一已知的酶,用于破坏强效的全球变暖和臭氧消耗气体一氧化二氮。

除了二氧化碳(CO2)和甲烷之外,温室气体一氧化二氮(N2O),通常被称为“笑气”,现在引起了人们的极大关注,国际上对减少排放的关注也很多。

希望今天发表在“化学科学”杂志上的研究结果将有助于为缓解这种气候变化气体的破坏性影响的战略铺平道路。

ñ2O具有大约300倍的CO的全球变暖潜能值2和停留在大气中约120年间,它占占总温室气体的百分之九点左右。

它还以与现在禁用的氯氟烃(CFCs)相似的效力破坏臭氧层。

随着微生物分解添加到农业土壤中的合成氮肥,以满足不断增加的全球人口的食物供应需求,N2O的大气水平逐年上升。

来自UEA化学学院的Nick Le Brun教授说:“众所周知,在氧气(O2)有限的环境中,一些细菌可以'呼吸'N2O.

“这种能力完全依赖于一种名为'一氧化二氮还原酶'的酶,这种酶是已知的唯一能够破坏N2O的酶。因此,控制这种气候变化气体的水平非常重要。

“我们想了解更多有关土壤细菌如何使用这种酶来破坏一氧化二氮的信息。”

消耗N2O的酶部分(称为“活性位点”)在生物学中是独特的,由铜和硫的复杂排列(硫化铜簇)组成。到目前为止,人们一直缺乏关于如何通过细菌构建这种不寻常的活性位点的知识。

UEA团队发现了一种叫做NosL的蛋白质,这种蛋白质是组装铜 - 硫化物簇活性位点所必需的,并使酶活化。

他们发现缺乏NosL的细菌仍产生酶,但它含有较少的硫化铜活性位点。此外,当相同的细菌与供应短缺的铜一起生长时,酶的活性位点完全不存在。

该团队还表明,NosL是一种铜结合蛋白,表明它可直接作用于铜的供应,用于组装硫化铜簇活性位点。

Le Brun教授说:“NosL功能的发现是了解如何组装氧化亚氮还原酶的独特活性位点的第一步。这是关键信息,因为当装配出错时,无活性酶会导致N2O释放。进入大气层。“

UEA团队由UEA生物科学学院的Nick Le Brun教授和Andy Gates博士领导,并包括大学副校长David Richardson教授 - 也来自生物科学学院。它们是国际欧盟网络的一部分,专注于了解N2O和氮循环的不同方面。

盖茨博士说:“社会普遍意识到解决二氧化碳排放问题的必要性,但氧化亚氮现在正成为一个紧迫的全球关注点,需要具有不同技能的研究人员共同努力,以防止气候变化的进一步破坏性影响。

“随着人们越来越了解制造和破坏N2O的酶,我们越来越接近能够制定战略,以减轻这种气候变化气体对地球环境的破坏性影响。”

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