Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuentdeckte Stickstoff-fixierende Reaktion könnte eine Rolle bei der Entstehung des Lebens gespielt haben

31.03.2003


Urnebel wabern über die Erde, die ersten winzigen Lebewesen entstehen. Zum Aufbau von Amino- und Nucleinsäuren brauchte es das Element Stickstoff in der "Ursuppe". Molekularer Stickstoff (N2), wie er in der Atmosphäre vorkommt, ist allerdings als Quelle ungeeignet, da er viel zu reaktionsträge ist. Stickstoff muss also in einer wesentlich reaktiveren Form an der Entstehung des Lebens beteiligt gewesen sein: als Ammoniak (NH3).

... mehr zu:
»Ammoniak »Eisensulfid »Stickstoff

Aber wie entstand Ammoniak aus Luftstickstoff? Jenaer Forscher haben eine neue Theorie.

Die technische Ammoniak-Synthese läuft nur unter Einsatz von Katalysatoren und bei sehr hohen Temperaturen und Drücken, denn die Bindung zwischen den beiden Atomen des Stickstoff-Moleküls ist sehr schwer zu knacken. Prinzipiell geht es aber auch sanfter: Stickstoff-fixierende Bakterien wandeln Luftstickstoff zu Ammoniak um. Bis zu 200 Mio. Tonnen schätzungsweise entstehen so pro Jahr. Die Einzelheiten des Reaktionsmechanismus sind noch ungeklärt. Bekannt ist, dass das beteiligte Enzym, die Nitrogenase, einen Co-Faktor benötigt, der mehrere eisen- und schwefelhaltige Einheiten enthält. Diese beiden Elemente kamen bereits in grauer Vorzeit ausgesprochen häufig auf der Erde vor und könnten an der urzeitlichen Entstehung von Ammoniak beteiligt gewesen sein.


Ein Forscherteam der Universität Jena und des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena hat nun im Labor ausgetüftelt, wie eine solche urzeitliche Stickstoff-Fixierung ohne Enzym und bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck ausgesehen haben könnte. Das Team um Günter Kreisel und Wolfgang Weigand leitet Stickstoff (N2) in eine wässrige Suspension von Eisensulfid (FeS) ein, wo er mit gelöstem Schwefelwasserstoff (H2S) zu Ammoniak (NH3) reagiert. Treibende Kraft ist die gleichzeitige Umsetzung des Eisensulfids zu Eisendisulfid (FeS2, Pyrit). Das Ganze funktioniert allerdings nur, wenn das eingesetzte Eisensulfid ganz frisch gefällt wurde. Mit handelsüblichem oder gealtertem Eisensulfid entsteht dagegen keine Spur von Ammoniak. Offenbar ist die spezielle, zerklüftete Oberfläche des frischen Eisensulfids der Erfolgsfaktor. Sie ist ein Sammelsurium verschiedener Eisen-Schwefel-Strukturen, von denen einige molekularen Stickstoff zu binden vermögen. Dadurch wird die Bindung zwischen den beiden Stickstoffatomen so geschwächt, dass Wasserstoff in positiv geladener Form sie angreifen und daran binden kann.

Kontakt:

Prof. Dr. W. Weigand
Institut für Anorganische und Analytische Chemie
Universität Jena
August-Bebel-Str. 2, D-07743 Jena
Fax: (+49) 3641-948102
E-mail: c8wewo@uni-jena.de

ANGEWANDTE CHEMIE
Postfach 101161
D-69451 Weinheim
Tel.: 06201 - 606321
Fax: 06201 - 606331
E-Mail: angewandte@wiley-vch.de

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Berichte zu: Ammoniak Eisensulfid Stickstoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen
15.01.2018 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

nachricht Leuchtende Echsen - Knochenbasierte Fluoreszenz bei Chamäleons
15.01.2018 | Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Im Focus: The first precise measurement of a single molecule's effective charge

For the first time, scientists have precisely measured the effective electrical charge of a single molecule in solution. This fundamental insight of an SNSF Professor could also pave the way for future medical diagnostics.

Electrical charge is one of the key properties that allows molecules to interact. Life itself depends on this phenomenon: many biological processes involve...

Im Focus: Wie Metallstrukturen effektiv helfen, Knochen zu heilen

Forscher schaffen neue Generation von Knochenimplantaten

Wissenschaftler am Julius Wolff Institut, dem Berlin-Brandenburger Centrum für Regenerative Therapien und dem Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie der...

Im Focus: Extrem helle und schnelle Lichtemission

Eine in den vergangenen Jahren intensiv untersuchte Art von Quantenpunkten kann Licht in allen Farben wiedergeben und ist sehr hell. Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung von Wissenschaftlern der ETH Zürich hat nun herausgefunden, warum dem so ist. Die Quantenpunkte könnten dereinst in Leuchtdioden zum Einsatz kommen.

Ein internationales Team von Wissenschaftlern der ETH Zürich, von IBM Research Zurich, der Empa und von vier amerikanischen Forschungseinrichtungen hat die...

Im Focus: Paradigmenwechsel in Paris: Den Blick für den gesamten Laserprozess öffnen

Die neusten Trends und Innovationen bei der Laserbearbeitung von Composites hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT im März 2018 auf der JEC World Composite Show im Fokus: In Paris demonstrieren die Forscher auf dem Gemeinschaftsstand des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau AZL unter anderem, wie sich Verbundwerkstoffe mit dem Laser fügen, strukturieren, schneiden und bohren lassen.

Keine andere Branche hat in der Öffentlichkeit für so viel Aufmerksamkeit für Verbundwerkstoffe gesorgt wie die Automobilindustrie, die neben der Luft- und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Tagung „Elektronikkühlung - Wärmemanagement“ vom 06. - 07.03.2018 in Essen

11.01.2018 | Veranstaltungen

Registrierung offen für Open Science Conference 2018 in Berlin

11.01.2018 | Veranstaltungen

Wie sieht die Bioökonomie der Zukunft aus?

10.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit mikroskopischen Luftblasen dämmen

15.01.2018 | Architektur Bauwesen

Feldarbeiten der größten Bodeninventur Deutschlands sind abgeschlossen

15.01.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Perowskit-Solarzellen: Es muss gar nicht perfekt sein

15.01.2018 | Materialwissenschaften