Como o óxido nitroso (N2O), gás do efeito estufa, é decomposto

 

A enzima redutase-N2O possui quatro centros reativos para a decomposição do óxido nitroso em nitrogênio elementar.
A enzima redutase-N2O possui quatro centros reativos para a decomposição do óxido nitroso em nitrogênio elementar.

[EcoDebate] O óxido nitroso (N2O) é um gás nocivo. Seu efeito como um gás de efeito estufa é 300 vezes mais forte que do dióxido de carbono. O óxido nitroso destrói a camada de ozônio. Na agricultura industrial, isso é gerado devido a campos excessivamente fertilizados quando microorganismos decompõem fertilizantes de nitrato. A decomposição de óxido nitroso frequentemente é incompleta e depende fortemente de condições ambientais. Pesquisadores de Freiburg, Constance, e KIT identificaram agora a estrutura da enzima que decompõe o óxido nitroso e o mecanismo de decomposição. Seus resultados são publicados na revista Nature (AOP; DOI:10.1038/nature10332).

O estudo demonstrou que a enzima redutase-N2O possui centros ativos formados por quatro átomos de cobre e dois átomos de enxofre. “Surpreendentemente, descobrimos que os microbiologistas de todo o mundo assumiram uma estrutura inadequada até então”, explica o Professor Oliver Einsle, líder do grupo do Instituto de Química Orgânica e Bioquímica da Universidade de Freiburg. Os cientistas consideraram um único átomo de enxofre e não foram capazes de identificar totalmente o mecanismo de decomposição do óxido nitroso. Com base nos novos dados, a sequência da reação da enzima pode ser melhor modelada. As investigações futuras devem fornecer mais detalhes e ajudar a compreender qual influência as condições ambientais têm sobre o processo.

“Foi de importância decisiva que todos os passos de nossa investigação foram executados na ausência de oxigênio,” ressalta Walter G. Zumft, professor aposentado do Instituto de Tecnologia Karlsruher. Em contato com o oxigênio, as partes da enzima reagem e as enzimas alteram sua estrutura. Juntamente com o Dr. Anja Pomowski da Universidade da Freiburg, a bactéria foi cultivada sob a atmosfera livre de oxigênio, as enzimas foram isoladas em larga escala, cristalizada, e a estrutura foi analisada usando raios-X. A equipe de quatro autores foi finalizada pelo Professor Peter Kroneck da Universidade de Constance.

“O estudo atual fornece observações interessantes e complementares para o ciclo de nitrogênio,” disse o Dr. Ralf Kiese do Instituto de Pesquisa Meteorológica e Climática KIT. A produção de óxido nitroso e nitrogênio nos campos, pastos e em florestas depende de uma infinidade de efeitos opostos. No ano passado, um estudo KIT demonstrou que a criação de gado pode levar a menos óxido nitroso sob determinadas condições (doi:10.1038/nature08931).

O conhecimento detalhado de processos microbianos e sua dependência em condições ambientais podem ajudar a melhorar o modelo da contribuição de óxido nitroso para o clima. A longo prazo, pode até ser viável usar o conhecimento a fim de evitar que o óxido nitroso seja liberado na atmosfera, por exemplo, por aditivos nos fertilizantes que preservam o funcionamento de redutase-N2O ou por processos otimizados em estações de tratamento de águas residuais.

* Tradução de Fernanda Medeiros, da MR Tradutores Associados, para o EcoDebate.

** Informe do Karlsruhe Institute of Technology, publicado pelo EcoDebate, 25/08/2011

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