L'azoto è una componente essenziale della vita. Per esempio, è necessario per la produzione di proteine. Boran Kartal, capo del gruppo di fisiologia microbica presso l'Istituto Max Planck per la microbiologia marina a Brema, studia i microrganismi del ciclo dell'azoto, che controllano la biodisponibilità di questa risorsa vitale. Una parte particolarmente interessante del ciclo dell'azoto è il processo anammox, abbreviazione di ossidazione anaerobica dell'ammonio. Qui, nitrito o ossido nitrico e ammonio vengono convertiti direttamente in gas diazoto. Ora Kartal e i suoi colleghi hanno scoperto una proteina coinvolta nel processo anammox che potrebbe riservare qualche sorpresa. I loro risultati sono pubblicati nel numero di novembre di Journal of Biological Chemistry .

Troppo insolito per essere notato fino ad ora

Questa proteina, un citocromo contenente eme, è coinvolto nella conversione di ammonio e ossido nitrico in idrazina. "Le proteine ​​eme hanno funzioni profonde nella vita, come l'emoglobina nel nostro sangue che trasporta ossigeno. Le strutture eme in generale assomigliano a una ragnatela con un atomo di ferro seduto al centro. In tutto l'albero della vita, possiamo riconoscere dove questa ragnatela si lega al resto di una proteina da uno schema tipicamente formato da cinque amminoacidi, "Spiega Kartal. "Sorprendentemente, la proteina che abbiamo scoperto ha una struttura molto insolita e inaspettata. Forma questo modello con solo quattro amminoacidi, ed è stato quindi trascurato negli studi fino ad ora."

Riduzione dei gas clima-attivi

La nuova proteina è al centro di un processo molto eccitante e rilevante. I batteri Anammox producono solo azoto atmosferico (N2) da nitrito o ossido nitrico (NO) e ammonio, come precedentemente mostrato da Kartal. A differenza di molti microrganismi, non convertono l'ossido nitrico nel gas serra protossido di azoto (N ₂ O). Di conseguenza, ogni molecola di NO che si trasforma in N ₂ invece di N ₂ O è una molecola in meno che contribuisce al cambiamento climatico. I batteri Anammox riducono la quantità di NO disponibile per N ₂ Oh produzione, e quindi, la quantità di gas serra rilasciati.

Un modello sorprendentemente comune

Questa pertinenza in mente, Kartal e i suoi colleghi hanno effettuato una ricerca nel database per indagare su quanto siano diffuse in natura le proteine ​​con il modello appena scoperto. "Sorprendentemente, questo modello è molto comune, " dice Kartal. Le proteine ​​con il pattern di quattro aminoacidi sono presenti in una grande varietà di microrganismi in tutti i domini batterici e archeali. "Si trova in molti diversi gruppi di microrganismi come i metanotrofi, che vivono di metano, e degradatori di metalli, "Kartal continua.

L'intero potenziale delle proteine ​​con il pattern dei quattro aminoacidi è completamente inesplorato. "Nei batteri anammox, si trova in una proteina che trasporta gli elettroni." Kartal dice, "In altri organismi questo modello potrebbe conferire proprietà speciali alle proteine ​​in cui si trova. Questo è sicuramente qualcosa da indagare ulteriormente".