Ny forskning från University of East Anglia avslöjar hur markbakterier bygger det enda kända enzymet för förstörelse av den kraftiga globala uppvärmningen och ozonnedbrytande gas lustgas.

Förutom koldioxid (CO2) och metan, växthusgasen lustgas (N2O), allmänt känd som "skrattgas", är nu en anledning till stor oro, och det finns mycket internationellt fokus på att minska utsläppen.

Man hoppas att resultaten, publiceras idag i tidningen Kemisk vetenskap , kommer att hjälpa till att bana väg för strategier för att mildra de skadliga effekterna av denna klimatförändrande gas.

N2O har cirka 300 gånger den globala uppvärmningspotentialen för CO2 och stannar i atmosfären i cirka 120 år, där den står för cirka nio procent av den totala växthusgasen.

Det förstör också ozonskiktet med liknande styrka som de nu förbjudna klorfluorkolväten (CFC).

Atmosfäriska nivåer av N2O stiger år för år när mikroorganismer bryter ner syntetgödsel som tillsätts jordbruksjord, för att tillfredsställa matförsörjningskraven hos en ständigt ökande global befolkning.

Prof Nick Le Brun från UEA:s kemiska högskola, sade:"Det är välkänt att vissa bakterier kan" andas "N2O i miljöer där syre (O2) är begränsat.

"Denna förmåga är helt beroende av ett enzym som kallas" lustgasreduktas ", som är det enda enzym som är känt för att förstöra N2O. Det är därför mycket viktigt för att kontrollera nivåerna av denna klimatförändrande gas.

"Vi ville ta reda på mer om hur jordbakterier använder detta enzym för att förstöra lustgas."

Den del av enzymet där N2O konsumeras (kallas 'aktiv plats') är unik inom biologi, bestående av ett komplext arrangemang av koppar och svavel (ett kopparsulfidkluster). Tills nu, kunskap om hur denna ovanliga aktiva plats byggs av bakterier har saknats.

UEA -teamet upptäckte ett protein som heter NosL, som krävs för montering av kopparsulfidklusterets aktiva plats och gör enzymet aktivt.

De fann att bakterier som saknar NosL fortfarande producerade enzymet men det innehöll mindre av kopparsulfid aktiv plats. Vidare, när samma bakterier odlades med koppar i brist, den aktiva platsen var helt frånvarande från enzymet.

Teamet visade också att NosL är ett kopparbindande protein, vilket indikerar att det fungerar direkt för att leverera koppar för montering av kopparsulfidklusterets aktiva plats.

Professor Le Brun sa:"Upptäckten av NosL:s funktion är det första steget mot att förstå hur den unika aktiva platsen för lustgasoxidreduktas är sammansatt. Detta är nyckelinformation för när montering går fel, inaktivt enzym leder till utsläpp av N2O i atmosfären. "

UEA -teamet leddes av prof Nick Le Brun och Dr. Andy Gates från UEA:s biologiska vetenskapsskola, och inkluderade universitetets rektor prof David Richardson - också från skolan för biologiska vetenskaper. De är en del av det internationella EU -nätverket som fokuserar på att förstå olika aspekter av N2O och kvävecykeln.

Dr Gates sa:"Samhället är i allmänhet väl medvetet om behovet av att ta itu med koldioxidutsläpp, men lustgas växer nu fram som ett angeläget globalt problem och kräver att forskare med olika färdigheter arbetar tillsammans för att förhindra ytterligare skadliga effekter av klimatförändringar.

"Med ökad förståelse för de enzymer som gör och förstör N2O, vi går närmare att kunna utveckla strategier för att mildra de skadliga effekterna av denna klimatförändrande gas på jordens miljö. "