Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biologisches Vorbild für industriellen Dünger

22.11.2011
Fortschritt für die Landwirtschaft: Forscherteam identifiziert Kern des Eisen-Molybdän-Cofaktors

Stickstoff zählt zu den Grundbausteinen des Lebens. Von der begrenzten Verfügbarkeit des molekularen Stickstoffs N2 ist auch das Pflanzenwachstum abhängig. Für die Landwirtschaft ist das ein Problem.

Aus diesem Grund wird mit dem Haber-Bosch-Verfahren der Ammoniaksynthese künstlicher Stickstoffdünger hergestellt. Dieses Verfahren benötigt bei der derzeitigen Produktionsmenge etwa ein Prozent der gesamten globalen Energieproduktion. In der Natur findet sich dafür eine biologische Lösung: Einem Forscherteam um Prof. Dr. Oliver Einsle, Institut für Organische Chemie und Biochemie der Universität Freiburg und Mitglied des Exzellenzcluster BIOSS, ist es gelungen, einen wichtigen Teil dieser Lösung aufzudecken. Ihre Erkenntnisse wurden in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Science veröffentlicht.

Das bakterielle Enzym Nitrogenase kann die chemische Reaktion von N2 zu Ammonium katalysieren – es ist die natürliche Version des Haber-Bosch-Verfahrens. Im Zentrum der Nitrogenase findet sich ein Metallcluster, der Eisen-Molybdän-Cofaktor (FeMoco), an dem die chemische Aktivierung des Substrats N2 stattfindet. Bisher war nicht nachvollziehbar, wie diese Aktivierung im Detail abläuft und welches chemische Element dem Atom im Metallcluster zuzuordnen ist. Deswegen konnte auf Basis des FeMoco noch kein effizienterer Katalysator für die industrielle Stickstoffherstellung entwickelt werden.

Die Freiburger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben zusammen mit Arbeitsgruppen vom Freiburger Institut für Physikalische Chemie, dem California Institute of Technology in Pasadena/USA, dem Max-Planck-Institut für Bioanorganische Chemie in Mühlheim an der Ruhr und der University of California in Irvine/USA gezeigt, dass es sich bei dem zentralen Atom des Metallclusters um Kohlenstoff handelt. Diese Erkenntnis wird von großer Bedeutung für das Verständnis der Biogenese und der Funktionalität des Metallclusters sein: Da die Wissenschaftler nachgewiesen haben, dass der FeMoco einen Kern aus Kohlenstoff hat, rückt die Möglichkeit eines Nachbaus des Enzyms zur energiesparenden Herstellung von Stickstoffdünger näher.

Veröffentlichung:
Thomas Spatzal, Müge Aksoyoglu, Limei Zhang, Susana L.A. Andrade, Erik Schleicher, Stefan Weber, Douglas C. Rees, Oliver Einsle (2011) Evidence for Interstitial Carbon in Nitrogenase FeMo Cofactor. (2011) 334:940
Kontakt:
Prof. Dr. Oliver Einsle
Institut für Organische Chemie und Biochemie
Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-6058
E-Mail: einsle@biochemie.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Kaskadennutzung auch bei Holz positiv
11.12.2017 | Technische Universität München

nachricht Warum pflanzt man Bäume auf dem Acker?
29.11.2017 | Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit revolutionärer Sensor-Plattform zu IoT-Systemen der nächsten Generation

14.12.2017 | Informationstechnologie

Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

14.12.2017 | Materialwissenschaften

Eine blühende Sternentstehungsregion

14.12.2017 | Physik Astronomie