Bildung und Abbau von N2O in der Denitrifizierung: Mechanismen und Modellsysteme

• Antragsteller: Professor Dr. Nicolai Lehnert
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5400350

Der natürliche Kreislauf der Denitrifizierung umfaßt eine Kaskade von Enzymen, die stufenweise Nitrat zu Distickstoff reduzieren. Im vorliegenden Antrag sollen die Bildung und der Abbau von N2O in der Biosphäre untersucht werden. Die Bildung von Lachgas (N2O) hat durch die starke Düngung landwirtschaftlicher Flächen enorm zugenommen. Dies ist für die globale Erwärmung der Erde (Treibhauseffekt) von Bedeutung. Die enzymatische Reduktion von NO zu N2O erfolgt in Bakterien an einem dinuklearen Häm/Nicht-Häm-Zentrum (NorBC), während in Pilzen ein einzelnes Häm mit axialem Cystein (P450nor) katalytisch aktiv ist. Diese Unterschiede in der Struktur der aktiven Zentren und damit im Reaktionsmechanismus sollen durch Synthese substituierter Eisen-Porphyrin Modellkomplexe mit angehängten Histidin-, Thiolat- und typischen Nicht-Häm-Eisen-Liganden untersucht werden. Entsprechende NO-Addukte sollen spektroskopisch und quantenchemisch charakterisiert werden. Darüber hinaus sollen Intermediate der Reduktion zu N2O bei tiefer Temperatur gefangen werden. Zur Erforschung des Abbaus von N2O müssen zunächst die wenig bekannten koordinationschemischen Eigenschaften dieses Moleküls bestimmt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen