Tim istraživača iz Marburga, predvođen naučnikom Maks Plank Instituta Johanesom Rebeleinom, pružio je značajna otkrića o funkciji nitrogenaza, ključnih enzima za život na Zemlji. Njihova istraživanja, objavljena u časopisu Napredak nauke, razotkrivaju ne samo sposobnost ovih enzima da konvertuju azot (N₂) u amonijak (NH₃), već i njihovu sposobnost da direktno pretvore CO₂ u ugljovodonične lance, uključujući metan i etilen.
Nitrogenaze su poznate po svojoj ulozi u pretvaranju neupotrebljivog gasovitog azota u bioraspoloživi oblik. Međutim, nova istraživanja pokazuju da neke vrste nitrogenaza mogu efikasno redukovati CO₂, potencijalno nudeći održiva rešenja za bioproizvodnju. Istraživači su se fokusirali na fotosintetičku bakteriju Rhodobacter capsulatus, koja koristi dva izoenzima: molibden (Mo) nitrogenazu i gvožđe (Fe) nitrogenazu.
Rezultati su pokazali da Fe nitrogenaza može da redukuje CO₂ tri puta efikasnije od Mo nitrogenaze, proizvodeći metan i mravlju kiselinu pri atmosferskim koncentracijama CO₂. Kada su oba enzima izložena CO₂ i N₂ istovremeno, Fe nitrogenaza pokazuje veću sklonost ka CO₂, dok Mo nitrogenaza selektivno smanjuje N₂.
Dr. Frederik Šmit, student u laboratoriji Johanes Rebeleina, napominje da je Mo nitrogenaza ne samo brža, već i selektivnija u redukciji N₂, što je čini idealnom za primene u kojima je potrebna visoka specifičnost. Suprotno tome, Fe nitrogenaza snižava selektivnost u korist CO₂, što je čini obećavajućom za razvoj novih CO₂ reduktaza.
Dalja analiza pokazuje da Fe nitrogenaza može da koristi čak i metabolički dobijeni CO₂ za proizvodnju metana i mravlje kiseline, što sugeriše da bi ovaj enzim mogao imati široku primenu u prirodi. Ova saznanja dovode u pitanje tradicionalno viđenje nitrogenaza kao enzima specifičnih za azot i ukazuju na njihov potencijal za doprinos održivom razvoju.
Prema Johanesu Rebeleinu, „Ideja je da energiju od sunčeve svetlosti koju fotosintetički aparat mikroorganizma apsorbuje možemo skladištiti u ugljovodonicima koje proizvodi nitrogenaza. U budućnosti, planiramo da dalje razvijamo gvožđe nitrogenazu za fiksaciju i korišćenje CO₂.“ Ova istraživanja otvaraju nove horizonte za biotehnologiju i održivu proizvodnju energije.
