Las bacterias del suelo luchan contra el calentamiento global

Una nueva investigación de la Universidad de Anglia del Este (UEA), en Gran Bretaña, ha revelado cómo las bacterias del suelo sintetizan la única enzima conocida capaz de destruir el óxido de nitrógeno, un gas que reduce la capa de ozono y contribuye al calentamiento global.
 

Junto con el dióxido de carbono y el metano, el óxido de nitrógeno (N2O) es un gas de efecto invernadero. Conocido comúnmente como "gas de la risa", en la actualidad es un motivo de preocupación, y existe un consenso internacional para la reducción de sus emisiones.
 

El nuevo hallazgo supone un avance en la búsqueda de soluciones y estrategias para mitigar los efectos dañinos de este gas en el cambio climático.
 

El óxido de nitrógeno
 

Los niveles atmosféricos de óxido de nitrógeno aumentan año tras año a medida que los microorganismos descomponen los fertilizantes de nitrógeno sintético empleados en el suelo agrícola para satisfacer las demandas de suministro de alimentos de una población mundial cada vez mayor.
 

El óxido de nitrógeno es alrededor de 300 veces más potente que el dióxido de carbono en su efecto en el cambio climático. Permanece en la atmósfera durante unos 120 años, donde representa alrededor del nueve por ciento del total de gases de efecto invernadero. Además, destruye la capa de ozono con una potencia similar a la de los ya prohibidos clorofluorocarbonos (CFC).
 

Bacterias del suelo destructoras del óxido de nitrógeno
 

"Es bien sabido que algunas bacterias pueden ‘respirar’ óxido de nitrógeno en ambientes donde el oxígeno (O2) es limitado”, señala el profesor Nick Le Brun, de la Facultad de Química de la UEA, en un comunicado.
 

Esta capacidad depende totalmente del óxido nítrico reductasa (NAD(P), la única enzima que se sepa que destruya el óxido de nitrógeno. “Por lo tanto, es muy importante para controlar los niveles de este gas que cambia el clima”, explica Le Brun.
 

La proteína NosL
 

La parte de la enzima en la que se consume óxido de nitrógeno (llamada "sitio activo") es única en biología y consiste en una compleja disposición de cobre y azufre (un clúster o conjunto de átomos de sulfuro de cobre). Hasta ahora, se desconocía cómo fabrican las bacterias este sitio activo inusual.

El equipo de la UEA descubrió una proteína llamada NosL, que se requiere para el ensamblaje del sitio activo del grupo de sulfuro de cobre y hace que la enzima se active. Las bacterias que carecen de NosL producen óxido nítrico reductasa, pero contienen menos cantidad de del sitio activo de sulfuro de cobre. Además, cuando las mismas bacterias se cultivaron con escasez de cobre, desaparece el sitio activo en la enzima.
 

El equipo también ha demostrado que NosL es una proteína de unión al cobre, lo que indica que funciona directamente en el suministro de cobre para el ensamblaje del sitio activo del grupo de sulfuro de cobre.
 

"El descubrimiento de la función de NosL es el primer paso hacia la comprensión de cómo se ensambla el único sitio activo del óxido nítrico reductasa”, señala Le Brun. “Esta es una información clave porque, cuando el ensamblaje sale mal, una enzima inactiva conduce a la liberación de óxido de nitrógeno a la atmósfera".
 

Control de las emisiones
 

"En general, la sociedad es consciente de la necesidad de abordar las emisiones de dióxido de carbono, pero el óxido de nitrógeno surge ahora como una preocupación global apremiante”, apunta el doctor Andy Gates de la Facultad de Ciencias Biológicas de la UEA. “Requiere que los investigadores de diferentes disciplinas trabajen juntos para prevenir los efectos dañinos del cambio climático”.

Esta mayor comprensión de las enzimas que producen y destruyen el óxido de nitrógeno nos acerca al desarrollo de estrategias para mitigar los efectos dañinos del cambio climático que produce este gas en el medio ambiente de nuestro planeta.

Referencia

NosL is a dedicated copper chaperone for assembly of the CuZ center of nitrous oxide reductase. S. P. Bennett et al. Chemical Science, 18 April 2019. DOI: 10.1039/C9SC01053J.