Микроб из глубоководных вулканов раскрыл тайну азотфиксации
Азот составляет около 78% атмосферы Земли, но растения и животные не могут использовать его напрямую. Некоторые микроорганизмы обладают способностью фиксировать азот, превращая газ N₂ в аммиак. Одним из таких микробов является глубоководная архея Methanocaldococcus infernus, обитающая в морских вулканических зонах, где температура гидротермальных источников превышает точку кипения воды. Об этом сообщает портал Phys.org.
Исследователи из лаборатории Тристана Вагнера в Институте морской микробиологии Макса Планка в Бремене выделили из этого микроба фермент нитрогеназу. Он оказался исключительно стабильным: белок начинает разрушаться только при 90°C, а часть фермента выдерживает до 98°C. Учёные получили кристаллическую форму фермента и изучили её на синхротроне в Институте структурной биологии в Гренобле, Франция.
Нитрогеназа археи сочетает структурные признаки всех трёх известных семейств этого фермента — молибденового, ванадиевого и железного. Это позволяет предположить, что древние нитрогеназы могли быть более похожи на этот фермент, чем на бактериальные аналоги. В ходе измерений учёные также обнаружили ранее не наблюдаемое состояние фермента, которое до сих пор удавалось зафиксировать только у ванадиевых и железных форм.
Понимание азотфиксации важно не только для глубоководных экосистем. Микроорганизмы вроде M. infernus участвуют в углеродном цикле Земли, производя половину метана в атмосфере. В будущем такие организмы могут стать биологическими платформами для превращения газов в полезные продукты, включая метан и аммиак, с использованием зелёного водорода. Это могло бы снизить зависимость сельского хозяйства от промышленных удобрений, производство которых требует значительных затрат энергии и связано с выбросами парниковых газов.
