GRAND RAPIDS, Míchigan (27 de julio de 2022) — Una enzima que descompone el gas de efecto invernadero óxido nitroso (N2O) algún día podría dar a los científicos una nueva y poderosa herramienta para reducir la cantidad de gas en la atmósfera, gracias en parte a los nuevos hallazgos publicados hoy en Naturaleza.

GRAND RAPIDS, Míchigan (27 de julio de 2022) — Una enzima que descompone el gas de efecto invernadero óxido nitroso (N2O) algún día podría dar a los científicos una nueva y poderosa herramienta para reducir la cantidad de gas en la atmósfera, gracias en parte a los nuevos hallazgos publicados hoy en Naturaleza.

El estudio describe cómo la enzima – N2O-reductasa: se ensambla y brinda información importante sobre su capacidad para convertir el óxido nitroso en nitrógeno y agua inofensivos. La investigación fue realizada por el Profesor Asociado de VAI Juan Du, Ph.D., el Profesor Asociado de VAI Wei Lü, Ph.D., y el Profesor Oliver Einsle, Ph.D. encabezado por la Universidad de Friburgo.

“Hacer frente a los gases de efecto invernadero es una empresa enorme con muchas facetas. Los resultados de hoy son un paso temprano pero importante hacia el desarrollo de otra herramienta para abordar potencialmente una contribución 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 representa solo 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. Según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., el óxido nitroso se produce más comúnmente por prácticas agrícolas como el uso de fertilizantes nitrogenados. Puede permanecer en la atmósfera durante más de un siglo.

norte2Ciertos microbios utilizan la O-reductasa para descomponer las moléculas a base de nitrógeno como parte del ciclo natural del nitrógeno de la tierra. El uso de fertilizantes ricos en nitrógeno puede abrumar la capacidad de estos microbios para eliminar por completo el óxido nitroso, lo que le permite escapar a la atmósfera. Comprender exactamente cómo sucede esto es un paso crucial hacia las estrategias para mediar el óxido nitroso y, por lo tanto, reducir las concentraciones atmosféricas.

El estudio se centró en N2La estructura de la O-reductasa y la forma en que interactúa con otros complejos moleculares. Usando una variedad de técnicas de mapeo y modelado, el equipo descubrió que N2La O-reductasa actúa como un canal que convierte la energía química en energía mecánica, que a su vez impulsa el suministro de iones de cobre, que son necesarios para la formación de más N.2O reductasa.

Los resultados dan nueva forma a una creencia de décadas de antigüedad en este sistema crucial de suministro de cobre y revelan una funcionalidad novedosa para moléculas similares. Aunque se necesita investigación adicional, los resultados proporcionan un plan detallado que se puede traducir en futuras estrategias de remediación ambiental.

Christoph Müller y Lin Zhang del Instituto de Bioquímica de la Universidad de Freiburg son coautores del estudio. Otros autores son Sara Zipfel, Annika Topitsch, Marleen Lutz, Johannes Eckert y Benedikt Prasser del Instituto de Bioquímica de la Universidad de Friburgo; y Mohamed Chami del BioEM Lab de la Universidad de Basilea. Los siguientes grupos también contribuyeron a este proyecto: la suite de microscopía crioelectrónica avanzada David Van Andel de VAI, el centro Pacific Northwest para Cryo-EM, el equipo de computación de alto rendimiento de VAI y el grupo bwHPC.

La investigación reportada en esta publicación fue otorgada por el Consejo Europeo de Investigación bajo el premio no. 310656 (Einsle); comunidad de investigación alemana bajo precio no. SFB1381 (ID del proyecto: 403222702; Einsle) y premio no. GRK2202 (ID del proyecto: 46710898, Einsle); el Centro BIOSS para Estudios de Señalización Biológica en la Universidad Albert-Ludwigs de Freiburg (Einsle); un premio académico McKnight (usted); una Beca Klingenstein-Simons en Neurociencia (Du); una beca de investigación Sloan en neurociencia (Du); un Pew Scholars in Biomedical Research Award de Pew Charitable Trusts (Du); y el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares de los Institutos Nacionales de Salud bajo el laudo no. R01NS111031 (usted).

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SOBRE EL INSTITUTO VAN ANDEL
El Instituto Van Andel (VAI) está comprometido con mejorar la salud y mejorar la vida de las generaciones actuales y futuras a través de la investigación biomédica de vanguardia y ofertas educativas innovadoras. Fundada en 1996 por la familia Van Andel en Grand Rapids, Michigan, VAI ahora alberga a más de 400 científicos, educadores y personal de apoyo que trabajan con un número creciente de colaboradores nacionales e internacionales para promover el descubrimiento. Los científicos del instituto investigan los orígenes del cáncer, la enfermedad de Parkinson y otras enfermedades y traducen sus hallazgos en estrategias innovadoras de prevención y tratamiento. Nuestros educadores desarrollan enfoques basados ​​en la investigación para la educación K-12 para ayudar a los estudiantes y maestros a preparar la próxima generación de solucionadores de problemas, mientras que nuestra escuela de posgrado ofrece un doctorado riguroso e intensivo en investigación. Programa en Biología Molecular y Celular. Obtenga más información en vai.org.


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