Çevrimdışı

Atmosfer ile organik madde arasındaki azot takası, dünyadaki yaşam için oldukça önemlidir. Çünkü; azot, proteinler ve DNA gibi hayati temel moleküller için gerekli bir bileşendir.

Bu takasın 1990’lı yıllarda keşfedilen bir yolu, belirli bakterilerde bulunan ''Anammox yolu'' dur. İnsanlar tarafından roket yakıtı olarak kullanılan, oldukça reaktif bir madde olan hidrazin ile ilerler.

Max Planck Tıbbi Araştırma Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, Hollanda’daki Max Planck Biyofizik Enstitüsü ve Radboud Üniversitesi’nden bilim insanları ile işbirliğiyle, bu süreçte son adımı gerçekleştiren enzimin yapısını tanımlamaktadır: Hidrazini, azot gazına dönüştürmek ve böylece serbest kalan enerjiyi toplamak.

Science Advances dergisinde yayımlanan sonuçlar, kimyasal dönüşüm sırasında açığa çıkan çok fazla miktardaki elektronun taşınması için benzeri görülmemiş bir ‘hem grupları ağı’ olduğunu gösteriyor.

''Biyokimyasal Azot Döngüsü''

Azot gazı (N2) formundaki azot, atmosferimizin yaklaşık yüzde 80’ini oluşturur. Ancak bir element olarak ise, Dünya’nın kabuğunda az miktarda bulunur. Çünkü; yaşayan tüm organizmalar, temel moleküllerinin çoğunun bir parçasını oluşturduğu için azot gereksinimi duymaktadırlar. Fakat, atmosferdeki azotu direkt olarak kullanamazlar ve farklı bir kimyasal forma çevirmeleri gerekmektedir.

Bir dizi bakteri, bu dönüşümleri gerçekleştirir ve daha reaktif azot formları üreterek, biyokimyasal azot döngüsüne katkıda bulunur.


Bu forumdaki linkleri ve resimleri görebilmek için en az 25 mesajınız olması gerekir.


''Anammox Bakterileri (Kestirme bir yol)''

1990’lı yıllarda bilim insanları, ‘Anaerobik Amonyum Oksidasyon’ (Anammox) olarak adlandırılan bir bakteriyel süreç keşfettiler.

MPI Tıbbi Araştırma grup lideri Thomas Barends, ''Bu sürecin, okyanuslardan gelen yıllık azot gideriminin yüzde 30-70 lik bir miktarından sorumlu olduğuna inanıyoruz.'' açıklamasını yaptı.

Radhboud Üniversitesi’nden Cornelia Welte ekledi: “Bu özellik nedeniyle, tüm dünyada sürdürülebilir atıksu arıtımında anammox bakterileri kullanılmaktadır.”

Bu işlem boyunca bakteriler hücreler için enerji üretirken, nitrit ve amonyağı, diazot (N2) ve suya dönüştürür. Hidrazin molekülü, ortadaki bir adımda üretilir.

Hidrazin, yaygın bir roket yakıtı bileşiğidir. Ancak; bu bileşiğin bakteriler tarafından metabolik bir yakıt olarak kullanımı oldukça gariptir. Çünkü; bu molekülün canlı organizmalarda kullanımı, yüksek toksisitesinden dolayı şaşırtıcıdır.

Welte, ''Bugüne kadar, hidrazin başka bakterilerde bulunmayıp, sadece anammox bakterilerinde bulundu. Yakın zamana kadar, bu bakterilerin hidrazin dönüşümü sırasında salınan enerjiyi nasıl kullandıkları hakkında çok az şey biliniyordu.''

Daha önceki araştırma grubu ve ortakları, hidrazin sentezi ve hidroksilamin oksiredüktaz enzimlerinin yapısını tanımladılar. Şimdi ise araştırmacılar, toksik hidrazinin zararsız dinitrojen gazına dönüşümünde rol oynayan enzim olan hidrazin dehidrojenazın kristal yapısını tanımlayarak anammox bulmacasını daha fazlasını çözmeye çalışıyorlar.

Welte, “Hem hidrazin kullanımı, hem de hidrazin dehidrojenaz yapısının yapısı oldukça benzersizdir ve biyolojik sürecin ayrıntılı olarak ortaya çıkarılmasını önemli kılmaktadır” diye açıklıyor.


Bu forumdaki linkleri ve resimleri görebilmek için en az 25 mesajınız olması gerekir.


Toksik roket yakıtıdan zararsız azota, Hidrojenazin dehidrogenez (HDH) kompleksi

HDH’nin yapısını ve mekanizmasını anlatan Thomas Barends, ''HDH kompleksini, yalnızca belirli fiş tiplerine uyan elektrik prizlerine sahip bir yakıt hücresiyle karşılaştırabiliriz'' diyor.

''Yakıt'' hidrazin, protein kompleksine dışarıdaki bir kanaldan girer. Daha sonra enzim, daha önce görülmemiş bir şekilde 192 hem grubu ağı vasıtasıyla hidrazinin azot gazına dönüşümünü katalize eder. Daha sonra elektronlar, akımın elektrik tüketicilerine aktarılması gibi, bakterinin diğer kısımlarına taşınır. Bu tüketiciler daha sonra hücrenin enerjisini üretir.

Arayı kapama

Barends grubundaki araştırmacı ve makalenin ilk yazarı Mohd Akram, ''Şimdi, ''hem ağında'' depolanan elektronları alan proteini bulmak için çalışıyoruz'' diyor.

Gözlem yaptıkları yapıdan, sadece küçük proteinlerin komplekse girebileceğini, elektronları içi boş bir alana sokabileceğini ve tekrar bırakabileceğini umuyorlar. Hangi proteinlerin elektronlara erişebileceğini seçmek, elektronların hücrede enerji üretimi için kullanılacak doğru yere getirilmelerinin sağlanmasına yardımcı olabilir.

Kaynak: (bilimgunlugu)

__________________