Une enzyme qui combat l’oxyde nitreux (N2O), un gaz à effet de serre, pourrait un jour offrir aux scientifiques un nouvel outil puissant pour réduire la quantité de gaz dans l’atmosphère, en partie grâce aux nouvelles découvertes publiées aujourd’hui dans La nature.
L’étude détaille comment l’enzyme – la N2O réductase – est assemblée et offre des informations clés sur sa capacité à transformer l’oxyde nitreux en azote et en eau inoffensifs. La recherche a été codirigée par le professeur associé VAI Juan Du, Ph.D., le professeur associé VAI Wei Lü, Ph.D., et le professeur Oliver Einsle, Ph.D. de l’Université de Fribourg.
« La lutte contre les gaz à effet de serre est une entreprise massive et à multiples facettes. Les découvertes d’aujourd’hui sont une étape précoce mais importante vers le développement d’un autre outil pour potentiellement combattre un contributeur au changement climatique », a déclaré Du.
Les gaz à effet de serre emprisonnent la chaleur dans l’atmosphère terrestre et contribuent à l’augmentation des températures mondiales. Le protoxyde d’azote ne représente qu’environ 7 % des gaz à effet de serre produits par les activités humaines, mais son impact est 300 fois supérieur à celui du gaz à effet de serre le plus courant, le dioxyde de carbone. L’oxyde nitreux est le plus souvent généré par les pratiques agricoles, telles que l’utilisation d’engrais azotés, selon l’Agence américaine de protection de l’environnement. Il peut rester dans l’atmosphère pendant plus d’un siècle.
La N2O réductase est utilisée par certains microbes pour décomposer les molécules à base d’azote dans le cadre du cycle naturel de l’azote sur Terre. L’utilisation d’engrais riches en azote peut submerger la capacité de ces microbes à atténuer complètement l’oxyde nitreux, lui permettant de s’échapper dans l’atmosphère. Comprendre exactement comment cela se produit est une étape cruciale vers des stratégies de médiation de l’oxyde nitreux, réduisant ainsi les niveaux atmosphériques.
L’étude s’est concentrée sur la structure de la N2O réductase et la façon dont elle interagit avec d’autres complexes moléculaires. En utilisant une multitude de techniques de cartographie et de modélisation, l’équipe a découvert que la N2O réductase agit comme un conduit qui convertit l’énergie chimique en énergie mécanique, qui à son tour alimente la livraison des ions cuivre nécessaires à la création de plus de N2O réductase.
Les découvertes remodèlent une croyance vieille de dix ans concernant ce système crucial d’administration du cuivre et révèlent un nouveau mode de fonctionnement pour des molécules similaires. Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires, les résultats fournissent un plan détaillé qui peut être traduit en futures stratégies d’assainissement de l’environnement.
Oliver Einsle, Interaction moléculaire d’une machinerie d’assemblage pour l’oxyde nitreux réductase, La nature (2022). DOI : 10.1038/s41586-022-05015-2. www.nature.com/articles/s41586-022-05015-2