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 Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse
21.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Wie Pflanzen ihr Gedächtnis vererben
21.08.2017 | Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI)

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: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik