Nieuws

Van stikstofbinder tot etheenkakker

Arjen Dijkgraaf | maandag 7 september 2020
Microbiologie, (Agri)food

Een nitrogenase-achtig enzym laat sommige anaerobe bacteriën etheen produceren. Het verklaart waarom dat gas de plantengroei op ondergelopen akkers kan verpesten, schrijven Robert Tabita en collega’s van Oak Ridge National Laboratory en Ohio State University in Science.

Dat van die akkers was al heel lang een raadsel. Etheen werkt als plantenhormoon: het regelt de groei, en de rijping van fruit. Een overdosis verstoort die processen. Maar tot nu toe waren alleen etheenproducerende micro-organismen ontdekt die afhankelijk zijn van luchtzuurstof, en dus niet gedijen in een doorweekte bodem.

Totdat Tabita en eerste auteur Justin North besloten de bodembacterie Rhodospirillum rubrum op een zwavelarm dieet te zetten. Om het zwavelhoudende aminozuur methionione te kunnen aanmaken, gaat hij dan andere verbindingen recyclen. Tot verrassing van de onderzoekers bleek daarbij vrij veel etheen vrij te komen.

Onderzoek met radio-isotopen suggereerde dat het moest komen uit de afbraak van het tussenproduct 2-methylthioethanol. Maar er was geen methylthioalkaanreductase-enzym bekend dat dit kon. Tabita haalde Oak Ridge-massaspectrometrist Bob Hettich er bij, die een uitgebreide analyse deed van de proteomen (dus de complete eiwitproductie) van R. rubrum onder zwavelrijke én zwavelarme omstandigheden. In het laatste geval bleek de bacterie grote hoeveelheden nitrogenase-enzymen te gaan aanmaken, die normaal gesproken stikstof uit de lucht vastleggen in ammoniak.

En toen ze nog eens goed keken, bleken die nitrogenases geen nitrogenases maar methylthioalkaanreductases. De aminozuurvolgorde is net iets anders waardoor ze geen stikstof meer kunnen verwerken maar wél 2-methylthioethanol. Dimethylsulfide kunnen ze ook aan; dan is het bijproduct geen etheen maar methaan.

De gedachte dat je via deze nieuwe metabole route wellicht ook ‛fossielvrije’ etheen kunt genereren als bouwsteen voor kunststoffen, ligt voor de hand. In de Science-publicatie staat er niets over, maar in twee persberichten (Oak Ridge en Ohio State) claimen North en Tabita het maar al te graag. Waarbij ze het anaerobe karakter alvast aanprijzen als een groot voordeel: zonder zuurstof kan etheen tenminste niet ontploffen.

Waar ze het zwavelhoudende bacterievoer vandaan denken te halen, zeggen ze er helaas niet bij.

North, J.A. et al. (2020) Science 369(6507)

 

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

C2W Social Media

Logo Twitter

Logo Linkedin

Wordt abonnee/lid

Logo KNCV

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!