Una nuova ricerca dell'Università dell'East Anglia rivela come i batteri del suolo costruiscano l'unico enzima noto per la distruzione del potente ossido di azoto gassoso che riduce il riscaldamento globale e l'ozono.

Accanto all'anidride carbonica (CO2) e al metano, il gas serra protossido di azoto (N2O), comunemente noto come "gas esilarante", è ora motivo di grande preoccupazione, e c'è molta attenzione internazionale sulla riduzione delle emissioni.

Si spera che i risultati, pubblicato oggi sulla rivista Scienze chimiche , contribuirà a spianare la strada a strategie per mitigare gli effetti dannosi di questo gas che cambia il clima.

L'N2O ha circa 300 volte il potenziale di riscaldamento globale della CO2 e rimane nell'atmosfera per circa 120 anni, dove rappresenta circa il 9% del totale dei gas serra.

Distrugge anche lo strato di ozono con una potenza simile ai clorofluorocarburi (CFC) ora vietati.

I livelli atmosferici di N2O aumentano di anno in anno poiché i microrganismi scompongono i fertilizzanti azotati sintetici che vengono aggiunti al suolo agricolo, per soddisfare le richieste di approvvigionamento alimentare di una popolazione mondiale in continua crescita.

Prof Nick Le Brun della Scuola di Chimica dell'UEA, ha dichiarato:"È risaputo che alcuni batteri possono "respirare" N2O in ambienti in cui l'ossigeno (O2) è limitato.

"Questa capacità dipende interamente da un enzima chiamato 'ossido nitroso reduttasi', che è l'unico enzima noto per distruggere N2O. È quindi molto importante per controllare i livelli di questo gas climalterante.

"Volevamo saperne di più su come i batteri del suolo utilizzano questo enzima per distruggere il protossido di azoto".

La parte dell'enzima in cui viene consumato N2O (chiamato "sito attivo") è unico in biologia, costituito da una complessa disposizione di rame e zolfo (un cluster di solfuro di rame). Fino ad ora, è mancata la conoscenza di come questo insolito sito attivo sia costruito dai batteri.

Il team UEA ha scoperto una proteina chiamata NosL, che è necessario per l'assemblaggio del sito attivo del cluster rame-solfuro e rende attivo l'enzima.

Hanno scoperto che i batteri privi di NosL producevano ancora l'enzima ma conteneva meno sito attivo del solfuro di rame. Per di più, quando gli stessi batteri venivano coltivati ​​con il rame in scarsità, il sito attivo era completamente assente dall'enzima.

Il team ha anche dimostrato che NosL è una proteina che lega il rame, indicando che funziona direttamente nella fornitura di rame per l'assemblaggio del sito attivo del cluster di rame-solfuro.

Il professor Le Brun ha dichiarato:"La scoperta della funzione di NosL è il primo passo verso la comprensione di come viene assemblato il sito attivo unico della riduttasi del protossido di azoto. Questa è un'informazione chiave perché quando l'assemblaggio va male, l'enzima inattivo porta al rilascio di N2O nell'atmosfera."

Il team UEA è stato guidato dal Prof Nick Le Brun e dal Dr. Andy Gates della School of Biological Sciences dell'UEA, e includeva il vicerettore dell'università, il professor David Richardson, anch'egli della School of Biological Sciences. Fanno parte della rete internazionale dell'UE focalizzata sulla comprensione dei diversi aspetti dell'N2O e del ciclo dell'azoto.

Il dott. Gates ha dichiarato:"La società è generalmente ben consapevole della necessità di affrontare le emissioni di anidride carbonica, ma il protossido di azoto sta emergendo come una preoccupazione globale pressante e richiede che ricercatori con competenze diverse lavorino insieme per prevenire ulteriori effetti dannosi del cambiamento climatico.

"Con la crescente comprensione degli enzimi che producono e distruggono N2O, ci avviciniamo alla capacità di sviluppare strategie per mitigare gli effetti dannosi di questo gas che cambia il clima sull'ambiente terrestre".