Устранение азотного узкого места в мировом продовольственном снабжении

Исследователь из Гавайского университета в Маноа в составе международной команды разработал синтетический способ преобразования азота в биодоступную форму. Это может позволить производить аммиачные удобрения с гораздо меньшими затратами и в конечном итоге привести к увеличению производства продовольствия в мире. Хотя азот неисчерпаем в атмосфере, создание достаточного количества его биодоступных форм остаётся одним из самых серьёзных узких мест в экосистеме Земли.

Профессор-эмерит кафедры химии Гавайского университета в Маноа Роджер Крамер и 13 исследователей из университетов Японии разработали синтетический способ преобразования азота в биодоступную форму, которое в природе происходит только во время гроз и благодаря микроорганизмам-диазотрофам. Исследование было опубликовано в журнале Nature 6 июля.

«Это исследование — важный шаг к устранению азотного узкого места в мировом продовольственном снабжении», — заявил Крамер.

Крамер и его коллеги открыли метод, использующий синтетический металл-серный кластер, и показали, что атомы железа в нём могут захватывать молекулу азота и создавать его биодоступную форму в определённых условиях.

Ключевой механизм:

• Азотазы — это ферменты, производимые определёнными бактериями, которые отвечают за восстановление азота до аммиака (биодоступной формы азота).
• Эти ферменты содержат уникальный металл-серо-углеродный кластер, и их окружённые серой атомы железа захватывают и восстанавливают азот.
• До сих пор было создано лишь несколько примеров синтетических металл-серных кластеров, и восстановление азота с их помощью оставалось недостижимой целью, несмотря на почти 50 лет исследований.