Um dos biorreatores que Kartal e seus colegas usaram para cultivar células de K. stuttgartiensis no laboratório. Bactérias Anammox são embaladas com proteínas contendo heme, incluindo as enzimas que realizam as principais reações do processo anammox, tornando as células incrivelmente vermelhas. Crédito:Boran Kartal
O nitrogênio é um componente essencial da vida. Por exemplo, é necessário para a produção de proteínas. Boran Kartal, chefe do grupo de Fisiologia Microbiana do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha em Bremen, estuda microrganismos que ciclam o nitrogênio, que controlam a biodisponibilidade deste recurso vital. Uma parte particularmente interessante do ciclo do nitrogênio é o processo anammox, abreviação de oxidação anaeróbica de amônio. Aqui, nitrito ou óxido nítrico e amônio são convertidos diretamente em gás dinitrogênio. Agora Kartal e seus colegas descobriram uma proteína envolvida no processo anammox que pode ter algumas surpresas. Seus resultados são publicados na edição de novembro da Journal of Biological Chemistry .
Muito incomum para ser notado até agora
Esta proteína, um citocromo contendo heme, está envolvido na conversão de amônio e óxido nítrico em hidrazina. "As proteínas heme têm funções profundas na vida, como a hemoglobina em nosso sangue que transporta oxigênio. As estruturas heme em geral se assemelham a uma teia de aranha com um átomo de ferro situado em seu centro. Ao longo da árvore da vida, podemos reconhecer onde esta teia de aranha se liga ao resto de uma proteína a partir de um padrão normalmente formado por cinco aminoácidos, "Kartal explica." Surpreendentemente, a proteína que descobrimos tem uma estrutura muito incomum e inesperada. Ele forma este padrão com apenas quatro aminoácidos, e foi, portanto, esquecido nos estudos até agora. "
Redução de gases ativos para o clima
A nova proteína está no centro de um processo muito interessante e relevante. A bactéria Anammox produz apenas nitrogênio atmosférico (N2) a partir de nitrito ou óxido nítrico (NO) e amônio, como Kartal mostrou anteriormente. Ao contrário de muitos microrganismos, eles não convertem o óxido nítrico em óxido nitroso do gás de efeito estufa (N 2 O). Consequentemente, cada molécula de NO que é transformada em N 2 em vez de N 2 O é uma molécula a menos que contribui para a mudança climática. A bactéria Anammox reduz a quantidade de NO disponível para N 2 O produção, e portanto, a quantidade de gás de efeito estufa liberado.
Um padrão surpreendentemente comum
Esta relevância em mente, Kartal e seus colegas realizaram uma pesquisa de banco de dados para investigar o quão difundidas as proteínas com o padrão recém-descoberto estão na natureza. "Notavelmente, este padrão é muito comum, ", diz Kartal. As proteínas com o padrão de quatro aminoácidos estão presentes em uma grande variedade de microrganismos em todos os domínios bacterianos e arqueanos." É encontrada em muitos grupos diferentes de microrganismos, como metanotrofos, que vivem de metano, e degradadores de metal, "Kartal continua.
O potencial total das proteínas com o padrão de quatro aminoácidos é completamente inexplorado. "Na bactéria anammox, é encontrado em uma proteína que transporta elétrons ". Kartal diz, "Em outros organismos, esse padrão pode conferir propriedades especiais às proteínas em que está inserido. Isso é definitivamente algo a ser investigado mais profundamente."
