Oeroude bacterie maakt raketbrandstof

Anammox is een bacterie die de wetenschap steeds weer verrast. Nu bewezen microbiologen aan de Radboud Universiteit Nijmegen hoe de bacterie met behulp van een evolutionair oeroud principe hydrazine, raketbrandstof, maakt.

Anammoxbacteriën gebruikt ammonium (NH4+) als voedsel en zetten dat om in stikstofgas zonder daarvoor zuurstof te gebruiken. Die ontdekking zette destijds de wereld (althans die van de microbiologen) op de kop en de bacterie blijft de wetenschap verrassen. Op basis van het in 2006 ontrafelde genoom voorspelde de Nijmeegse hoogleraar microbiologie  Mike Jetten al dat ze hydrazine produceren. Datzelfde spul wordt gebruikt om raketmotoren mee aan te drijven.

Tour de force

Nu toont de groep niet alleen aan dat de voorspelling juist is, maar ze ontdekten ook welke eiwitten verantwoordelijk zijn voor de productie van deze hoog reactieve brandstof uit ammonium en stokstofmonoxide.
Mike Jetten:  "Het was echt een tour de force om dit te bewijzen. We hebben allerlei nieuwe experimentele methodes moeten inzetten. Uiteindelijk zijn we erin geslaagd om het eiwitcomplex te isoleren die samen de hydrazine maken, een mooi rood mengsel...  Aanvankelijk lukte het niet om ze dat ook daadwerkelijk te laten doen, tot we er een extra eiwit bij deden dat de brandstof afvangt. Nu werkt het goed."

Niet naar Mars

"NASA was aanvankelijk wel nieuwsgierig toen ze hoorden dat we van stikstofverbindingen - die natuurlijk in urine veel voorkomen - raketbrandstof maken. Maar de productie is laag hoor, daar krijg je geen raket mee naar mars. We zijn nu wel bezig om de kristalstructuur van het eiwitcomplex precies te bepalen. Wie weet of we de productie kunnen verbeteren als we nog beter begrijpen hoe het in elkaar zit."

"Het is heel opvallend dat we dit mechanisme hebben gevonden en dat stikstofmonoxide weer belangrijk is. Het lijkt een evolutionair zeer oud principe te zijn. Toch is anammox geen levend fossiel.  Je kijkt niet naar een organisme zoals het in de begindagen van het leven op aarde was. Het mechanisme is zeer oud, maar de bacterie heeft zich wel verder ontwikkeld."

Zuinige zuiveraar

De anammoxbacterie wordt vanwege zijn vermogen energiezuinig ammoniak af te breken inmiddels commercieel toegepast in de waterzuivering en is ook geschikt om rioolslib te reinigen, een proces dat zelfs energie oplevert.

Prof. Mike Jetten en Boran Katal zijn verbonden aan het Institute for Water and Wetland Research van de Radboud Universiteit Nijmegen.

"Molecular mechanism of anaerobic ammonium oxidation" is gepubliceerd op http://www.nature.com/

bron: Radboud Universiteit