A team of scientists from Yale Univ

A team of scientists from Yale University reveal part of the chemical code that allows nature to transform nitrogen from the air into usable nitrogen compounds.

The process is called nitrogen fixation, and it occurs in microorganisms on the roots of plants. This is how nature makes its own fertilizers to feed plants, which feed us.

The enzyme responsible for natural nitrogen fixation is called nitrogenase. Yale chemistry professor Patrick Holland and his team designed a new chemical compound with key properties that help to explain nitrogenase. The findings are described in the September 23 online edition of the journal Nature.

“Nitrogenase reacts with nitrogen at a cluster of iron and sulfur atoms, which is strange because other iron-sulfur compounds typically don’t react with nitrogen, either in other enzymes or in the thousands of known iron-sulfur compounds synthesized by chemists,” Holland said.

Keeping that in mind, Holland and his team designed a new compound with two distinct properties found in nitrogenase: large shielding groups of atoms that prevented undesired reactions, and a weak iron-sulfur bond that could break easily upon the addition of electrons. The design proved successful because the compound binds nitrogen from the atmosphere, just as nitrogenase does.

With this insight into how nature fixes nitrogen, Holland and his colleagues hope to design synthetic catalysts that turn nitrogen into ammonia, the main fertilizer produced in the natural system. “Natural systems are much friendlier than the current industrial process for making ammonia, which uses very high temperature and pressure,” Holland said.

By making ammonia synthesis easier, it could be possible to make fertilizers on-site at farms, reducing transportation and production costs. “This work shows that carefully designed chemical compounds can help us figure out how natural systems use plentiful raw materials like the nitrogen in our atmosphere,” Holland said.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเยลเผยให้เห็นส่วนหนึ่งของรหัสเคมีธรรมชาติที่ช่วยให้การแปลงไนโตรเจนจากอากาศเข้าไปในสารประกอบไนโตรเจนที่ใช้งาน. กระบวนการที่เรียกว่าการตรึงไนโตรเจนและมันเกิดขึ้นในจุลชีพในรากของพืช นี่คือวิธีที่ธรรมชาติทำให้ปุ๋ยของตัวเองที่จะเลี้ยงพืชที่กินเรา. เอนไซม์ที่รับผิดชอบในการตรึงไนโตรเจนจากธรรมชาติที่เรียกว่าไนโตร เยลเคมีศาสตราจารย์แพทริคฮอลแลนด์และทีมงานของเขาได้รับการออกแบบสารเคมีใหม่ที่มีคุณสมบัติที่สำคัญที่ช่วยอธิบายไนโต ผลการวิจัยที่ได้อธิบายไว้ใน 23 กันยายนฉบับออนไลน์ของวารสาร Nature. "น้ำหนักแห้งทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนในกลุ่มของอะตอมเหล็กและกำมะถันซึ่งเป็นที่แปลกเพราะสารประกอบกำมะถันเหล็กอื่น ๆ มักจะไม่ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนทั้งในเอนไซม์อื่น ๆ หรือในพันของสารประกอบเหล็กกำมะถันที่รู้จักกันสังเคราะห์โดยนักเคมีที่ "ฮอลแลนด์กล่าวว่า. การรักษาที่ในใจฮอลแลนด์และทีมงานของเขาได้รับการออกแบบเป็นสารประกอบใหม่ที่มีสองคุณสมบัติที่แตกต่างกันที่พบในไนโต: กลุ่มป้องกันขนาดใหญ่ของอะตอมที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์และ พันธบัตรเหล็กกำมะถันอ่อนแอที่อาจทำลายได้อย่างง่ายดายนอกจากนี้เมื่ออิเล็กตรอน การออกแบบที่ประสบความสำเร็จเพราะสารประกอบผูกไนโตรเจนจากบรรยากาศเช่นเดียวกับไนโตรไม่. มีความเข้าใจนี้เป็นวิธีธรรมชาติที่แก้ไขไนโตรเจน, ฮอลแลนด์และเพื่อนร่วมงานของเขาหวังว่าจะออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาสังเคราะห์ที่เปิดไนโตรเจนเข้าไปในแอมโมเนียปุ๋ยหลักที่ผลิตในระบบธรรมชาติ . "ระบบธรรมชาติมีมากเป็นมิตรกว่ากระบวนการทางอุตสาหกรรมในปัจจุบันสำหรับการทำแอมโมเนียซึ่งใช้อุณหภูมิสูงมากและความดัน" ฮอลแลนด์กล่าวว่า. โดยการสังเคราะห์แอมโมเนียง่ายขึ้นมันอาจจะเป็นไปได้เพื่อให้ปุ๋ยในสถานที่ที่ฟาร์มลดการขนส่งและการผลิต ค่าใช้จ่าย "งานนี้แสดงให้เห็นว่าการออกแบบอย่างระมัดระวังสารประกอบทางเคมีสามารถช่วยให้เราคิดออกว่าระบบธรรมชาติใช้วัตถุดิบที่อุดมสมบูรณ์เช่นไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศของเรา" ฮอลแลนด์กล่าวว่า

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ทีมนักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยเยลเปิดเผยส่วนหนึ่งของรหัสที่ช่วยให้สารเคมีธรรมชาติที่จะเปลี่ยนไนโตรเจนจากอากาศไปใช้ไนโตรเจน .

กระบวนการที่เรียกว่า การตรึงไนโตรเจน และมันเกิดขึ้นในจุลินทรีย์บนรากของพืช นี่เป็นวิธีธรรมชาติที่ทำให้ปุ๋ยของตัวเองเพื่ออาหารพืชที่เรากิน

ทีมนักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยเยลเปิดเผยส่วนหนึ่งของรหัสที่ช่วยให้สารเคมีธรรมชาติที่จะเปลี่ยนไนโตรเจนจากอากาศไปใช้ไนโตรเจน .

กระบวนการที่เรียกว่า การตรึงไนโตรเจน และมันเกิดขึ้นในจุลินทรีย์บนรากของพืช นี่เป็นวิธีธรรมชาติที่ทำให้ปุ๋ยของตัวเองเพื่ออาหารพืชที่เรากิน

ทีมนักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยเยลเปิดเผยส่วนหนึ่งของรหัสที่ช่วยให้สารเคมีธรรมชาติที่จะเปลี่ยนไนโตรเจนจากอากาศไปใช้ไนโตรเจน .

กระบวนการที่เรียกว่า การตรึงไนโตรเจน และมันเกิดขึ้นในจุลินทรีย์บนรากของพืช นี่เป็นวิธีธรรมชาติที่ทำให้ปุ๋ยของตัวเองเพื่ออาหารพืชที่เรากิน

ทีมนักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยเยลเปิดเผยส่วนหนึ่งของรหัสที่ช่วยให้สารเคมีธรรมชาติที่จะเปลี่ยนไนโตรเจนจากอากาศไปใช้ไนโตรเจน .

กระบวนการที่เรียกว่า การตรึงไนโตรเจน และมันเกิดขึ้นในจุลินทรีย์บนรากของพืช นี่เป็นวิธีธรรมชาติที่ทำให้ปุ๋ยของตัวเองเพื่ออาหารพืชที่เรากิน

ทีมนักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยเยลเปิดเผยส่วนหนึ่งของรหัสที่ช่วยให้สารเคมีธรรมชาติที่จะเปลี่ยนไนโตรเจนจากอากาศไปใช้ไนโตรเจน .

กระบวนการที่เรียกว่า การตรึงไนโตรเจน และมันเกิดขึ้นในจุลินทรีย์บนรากของพืช นี่เป็นวิธีธรรมชาติที่ทำให้ปุ๋ยของตัวเองเพื่ออาหารพืชที่เรากิน

ทีมนักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยเยลเปิดเผยส่วนหนึ่งของรหัสที่ช่วยให้สารเคมีธรรมชาติที่จะเปลี่ยนไนโตรเจนจากอากาศไปใช้ไนโตรเจน .

กระบวนการที่เรียกว่า การตรึงไนโตรเจน และมันเกิดขึ้นในจุลินทรีย์บนรากของพืช นี่เป็นวิธีธรรมชาติที่ทำให้ปุ๋ยของตัวเองเพื่ออาหารพืชที่เรากิน