L'azote est un élément essentiel de la vie. Par exemple, il est nécessaire à la production de protéines. Boran Kartal, chef du groupe de physiologie microbienne à l'Institut Max Planck de microbiologie marine de Brême, étudie les micro-organismes cyclant l'azote, qui contrôlent la biodisponibilité de cette ressource vitale. Une partie particulièrement intéressante du cycle de l'azote est le processus anammox, abréviation de l'oxydation anaérobie de l'ammonium. Ici, le nitrite ou l'oxyde nitrique et l'ammonium sont convertis directement en diazote gazeux. Maintenant, Kartal et ses collègues ont découvert une protéine impliquée dans le processus anammox qui pourrait avoir des surprises. Leurs résultats sont publiés dans le numéro de novembre de Journal de chimie biologique .

Trop inhabituel pour être remarqué jusqu'à présent

Cette protéine, un cytochrome contenant de l'hème, est impliqué dans la conversion de l'ammonium et de l'oxyde nitrique en hydrazine. "Les protéines hémiques ont des fonctions profondes dans la vie, comme l'hémoglobine dans notre sang qui transporte l'oxygène. Les structures hémiques ressemblent en général à une toile d'araignée avec un atome de fer en son centre. Tout au long de l'arbre de vie, nous pouvons reconnaître où cette toile d'araignée se lie au reste d'une protéine à partir d'un motif généralement formé de cinq acides aminés, " explique Kartal. " Étonnamment, la protéine que nous avons découverte a une structure très inhabituelle et inattendue. Il forme ce modèle avec seulement quatre acides aminés, et a donc été négligé dans les études jusqu'à présent."

Réduction des gaz climato-actifs

La nouvelle protéine est au centre d'un processus très excitant et pertinent. Les bactéries Anammox ne produisent que de l'azote atmosphérique (N2) à partir de nitrite ou d'oxyde nitrique (NO) et d'ammonium, comme Kartal l'a montré précédemment. Contrairement à de nombreux micro-organismes, ils ne convertissent pas le monoxyde d'azote en protoxyde d'azote, un gaz à effet de serre (N 2 O). Par conséquent, chaque molécule de NO qui se transforme en N 2 au lieu de N 2 O est une molécule de moins qui contribue au changement climatique. Les bactéries Anammox réduisent la quantité de NO disponible pour N 2 fabrication, et donc, la quantité de gaz à effet de serre libérée.

Un modèle étonnamment courant

Cette pertinence à l'esprit, Kartal et ses collègues ont effectué une recherche dans une base de données pour déterminer à quel point les protéines présentant le modèle nouvellement découvert sont répandues dans la nature. "Remarquablement, ce modèle est très courant, " dit Kartal. Les protéines avec le motif à quatre acides aminés sont présentes dans une grande variété de micro-organismes dans les domaines bactérien et archéen. " On la trouve dans de nombreux groupes différents de micro-organismes tels que les méthanotrophes, qui vivent du méthane, et dégradeurs de métaux, " poursuit Kartal.

Le plein potentiel des protéines avec le modèle à quatre acides aminés est complètement inexploré. "Dans la bactérie anammox, il se trouve dans une protéine qui transporte les électrons. " dit Kartal, "Dans d'autres organismes, ce modèle pourrait conférer des propriétés spéciales aux protéines dans lesquelles il se trouve. C'est certainement quelque chose à étudier plus avant."