Opdagelse af et usædvanligt protein

Nitrogen er en væsentlig bestanddel af livet. For eksempel, det er nødvendigt for produktionen af ​​proteiner. Boran Kartal, leder af gruppen mikrobiel fysiologi ved Max Planck Institute for Marine Microbiology i Bremen, undersøger nitrogen-cirkulerende mikroorganismer, som styrer biotilgængeligheden af ​​denne vitale ressource. En særlig interessant del af nitrogenkredsløbet er anammox-processen, en forkortelse for anaerob ammoniumoxidation. Her, nitrit eller nitrogenoxid og ammonium omdannes direkte til dinitrogengas. Nu opdagede Kartal og hans kolleger et protein involveret i anammox-processen, som måske kunne have nogle overraskelser. Deres resultater er offentliggjort i novemberudgaven af Journal of Biological Chemistry .

For usædvanligt til at blive bemærket indtil nu

Dette protein, et hæmholdigt cytokrom, er involveret i omdannelsen af ​​ammonium og nitrogenoxid til hydrazin. "Hemproteiner har dybtgående funktioner i livet, som hæmoglobin i vores blod, der transporterer ilt. Heme-strukturer ligner generelt et edderkoppespind med et jernatom i midten. Gennem livets træ, vi kan genkende, hvor dette edderkoppespind binder til resten af ​​et protein fra et mønster, der typisk dannes af fem aminosyrer, " Kartal forklarer. "Overraskende nok, proteinet vi opdagede har en meget usædvanlig og uventet struktur. Det danner dette mønster med kun fire aminosyrer, og blev derfor overset i undersøgelser indtil nu."

Reduktion af klimaaktive gasser

Det nye protein er i centrum af en meget spændende og relevant proces. Anammox-bakterier producerer kun atmosfærisk nitrogen (N2) fra nitrit eller nitrogenoxid (NO) og ammonium, som Kartal tidligere viste. I modsætning til mange mikroorganismer, de omdanner ikke nitrogenoxid til drivhusgassen lattergas (N ₂ O). Følgelig, hvert NO-molekyle, der omdannes til N ₂ i stedet for N ₂ O er et molekyle mindre, der bidrager til klimaændringerne. Anammox-bakterier reducerer mængden af ​​NO tilgængeligt for N ₂ O produktion, og derfor, mængden af ​​frigivet drivhusgas.

Et overraskende almindeligt mønster

Denne relevans i tankerne, Kartal og hans kolleger gennemførte en databasesøgning for at undersøge, hvor udbredte proteiner med det nyopdagede mønster er i naturen. "Bemærkelsesværdigt, dette mønster er meget almindeligt, " siger Kartal. Proteiner med fire-aminosyre-mønsteret er til stede i en lang række mikroorganismer i hele bakterie- og arkæernes domæner. "Det findes i mange forskellige grupper af mikroorganismer såsom metanotrofer, der lever af metan, og metalnedbrydere, " fortsætter Kartal.

Det fulde potentiale af proteiner med fire-aminosyremønsteret er fuldstændig uudforsket. "I anammox-bakterierne, det findes i et protein, der transporterer elektroner." Kartal siger, "I andre organismer kan dette mønster give særlige egenskaber til de proteiner, det er i. Dette er bestemt noget, der skal undersøges nærmere."