_{Nitrogenazlar, bütün həyat formalarını ammonyak (NH 3} ) şəklində bioavailable azotla təmin edən Yer kürəsində ən mühüm geokimyəvi fermentlər sırasındadır . Bəzi nitrogenazlar həmçinin CO _2-ni birbaşa olaraq karbohidrogen zəncirlərinə çevirə bilirlər ki, bu da onları biotexnoloji proseslərin inkişafı üçün maraqlı hədəfə çevirir.

Maks Plank alimi Johannes Rebeleinin rəhbərlik etdiyi Almaniyanın Marburq şəhərində tədqiqatçılar qrupu indi substratın spesifikliyi və nitrogenazın üstünlükləri haqqında hərtərəfli məlumat verdi. Onların nəticələri nitrogenazların mövcud anlayışına meydan oxuyur və onların davamlı bioistehsal üçün potensialını vurğulayır. Araşdırma “Science Advances” jurnalında dərc olunub .

Azot hüceyrələrimizin əsas tikinti materiallarından biridir. Bununla belə, yer üzündə azotun çox hissəsi qaz N ₂ şəklində olur və hüceyrələr tərəfindən kimyəvi cəhətdən istifadə edilə bilməz. Yalnız bir ferment ailəsi N _2-ni ammiakın bioavailable formasına (NH ₃ ): nitrogenazlara çevirə bilir .

Marburqdakı Maks Plank Yer Mikrobiologiya İnstitutundan Johannes Rebeleinin rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar bəzi nitrogenazların başqa bir mühüm substratla da məşğul ola biləcəyini aşkar etdilər: Onlar istixana qazı CO _2-ni karbohidrogenlərə (metan, etilen, etan) və qarışqa turşusuna qədər azaldır .

Bütün bu məhsullar potensial enerji mənbələri və sənaye əhəmiyyətli kimyəvi maddələrdir. Davamlı, karbon-neytral bioistehsal üçün komanda bilmək istəyirdi: Fermentlər CO ₂ və N ₂ arasında nə dərəcədə ayrı-seçkilik edə bilir ? N ₂ -də böyüyən mikroorqanizmlər də normal fizioloji şəraitdə CO _{2-ni azaldırmı?}

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1723661111&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-current-nitrogenases-highlight-potential-sustainable.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy4xMDAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTAwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTAwIl1dLDBd&dt=1723660398214&bpp=1&bdt=397&idt=346&shv=r20240812&mjsv=m202408070101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1723660946%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1723660946%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=4910017937847&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1965&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759842%2C95332590%2C95334524%2C95334830%2C95337869%2C95338229%2C95339220%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=4169795817099402&tmod=1526461742&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2F12h%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

İki izoenzim

Bu suallara cavab vermək üçün tədqiqatçılar əsas diqqəti iki izofermenti özündə saxlayan fotosintetik Rhodobacter capsulatus bakteriyasına yönəldiblər: molibden (Mo) nitrogenaz və bakteriyanın molibden çatışmazlığı zamanı ehtiyat olaraq ehtiyac duyduğu dəmir (Fe) nitrogenaz.

Tədqiqatçılar hər iki nitrogenazı təcrid etdilər və biokimyəvi testlərdən istifadə edərək onların CO ₂ azalmasını müqayisə etdilər. Onlar müəyyən ediblər ki, Fe nitrogenaz əslində CO _2-ni molibden tərkibli analoqundan üç dəfə daha effektiv azaldır və atmosferdə CO ₂ konsentrasiyalarında qarışqa turşusu və metan istehsal edir.

Hər iki fermentə eyni vaxtda CO ₂ və N ₂ təklif edildikdə , daha bir mühüm fərq aydın oldu: Mo-nitrogenaz seçici olaraq N _2-ni azaldır, Fe-nitrogenaz isə substrat kimi CO _2-ni seçməyə meyllidir .

“Normalda fermentlərdə daha yüksək reaksiya sürəti dəqiqlik hesabına baş verir. Maraqlıdır ki, Mo-nitrogenase həm daha sürətli, həm də daha seçicidir, N _{2 azalmasında öz üstünlüyünü göstərir. Fe nitrogenazın daha aşağı spesifikliyi və CO 2} -yə üstünlük verməsi onu daha sürətli edir. yeni CO ₂ reduktazalarının inkişafı üçün perspektivli başlanğıc nöqtəsidir ,” Ph.D Frederik Schmidt deyir. Johannes Rebelein laboratoriyasında tələbə və tədqiqatın həmmüəllifi.

Təbiətdə geniş yayılmış CO _{2 azalması?}

Aşağı seçicilik yeganə sürpriz deyildi.

“Biz elektronların hansı hissəsinin hansı məhsulda olduğunu təhlil etdik və aşkar etdik ki, Fe nitrogenazın CO2-yə çevrilməsindən əldə edilən metan və yüksək konsentrasiyalı qarışqa turşusu _{mədəniyyətə} əlavə CO ₂ əlavə edilmədikdə belə bakteriyalar tərəfindən ifraz olunur : metabolik yolla əldə edilən CO _{2 bu prosesi idarə} etmək üçün kifayət idi.

Bu həm də o deməkdir ki, bir karbonlu substratların mövcudluğu və mübadiləsi müxtəlif mühitlərdə mikrob icmalarına təsir göstərə bilər.

Əsər nitrogenazaların əsl azot çevirən fermentlər kimi ənənəvi baxışına qarşı çıxır. Johannes Rebelein deyir ki , R. capsulatus kimi fotosintetik bakteriyalar istixana qazı CO _2- yə çevrilmək üçün nitrogenazları stimullaşdırmaq üçün işıq enerjisindən istifadə edir , təkcə onların ətraf mühitə təsirində deyil, həm də cəmiyyətin davamlı dairəvi iqtisadiyyata doğru dəyişməsində əsas rol oynaya bilər. .

“İdeya ondan ibarətdir ki, biz mikroorqanizmin fotosintetik aparatının tutduğu günəş işığından enerjini nitrogenazın istehsal etdiyi karbohidrogenlərdə saxlaya bilərik. Gələcəkdə biz dəmir nitrogenazanı CO _2- nin fiksasiyası və utilizasiyası üçün istifadə etmək üçün daha da inkişaf etdirmək istəyirik. “

Daha çox məlumat: Niels Oehlmann və digərləri, Dəmir Nitrogenaz Fizioloji Şəraitdə Karbon Dioksidi Format və Metana Azaldır: Xammal Kimyasına Yol, Elm İnkişafı (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado7729 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado7729

Jurnal məlumatı: Elmin inkişafı 

Max Planck Cəmiyyəti tərəfindən təmin edilmişdir