Anammoxbacteriën zetten stikstofverbindingen uit afvalwater om in de raketbrandstof hydrazine. Het is veel te weinig voor ruimtevaarttoepassingen maar daarom niet minder interessant, melden Nijmeegse microbiologen op de website van Nature.

Het is de zoveelste verrassing uit de koker van deze bacterie, al had co-auteur Mike Jetten in 2006 al voorspeld dat zij gebruik zou maken van een metabole route via hydrazine. Het zou

gaan om een mechanisme dat heel vroeg in de evolutie is ontstaan en wegens succes altijd is blijven hangen.

De anammoxbacterie (Kuenenia stuttgartiensis) werd in 1986 ontdekt bij Gist-Brocades (nu DSM) in Delft. Zijn metabolisme komt neer op het combineren van ammonium (NH₄⁺) en nitriet (NO₂^-) tot stikstofgas (N₂) en water, zonder dat er zuurstof aan te pas komt. Sinds een aantal jaren maakt men hier dankbaar gebruik van in commerciële afvalwaterzuiveringen, maar tot nu toe wist niemand precies hoe de bacterie het voor elkaar kreeg.

Jetten en collega’s denken het nu wel te weten. Ze hebben de genen gelokaliseerd die coderen voor de enzymen die de omzetting katalyseren. Bovendien hebben ze de belangrijkste van die enzymen zuiver in handen weten te krijgen.

En daar blijkt uit dat Jettens voorspelling klopt. Het begint met de reactie van nitriet en twee protonen tot stikstofmonoxide (NO) en water. Dat reageert weer met NH₄⁺ en nog twee protonen tot hydrazine (N₂H₄) en nog meer water. Dat hydrazine wordt vervolgens ontleed tot N₂, plus de vier protonen die je er eerder in hebt gestopt.

Die laatste reactie levert bovendien de energie op die de bacterie in leven houdt; hoe die energie precies wordt doorgesluisd is nog niet duidelijk. Jetten speculeert dat er tevens een mogelijkheid moet zijn om hydrazine tijdelijk op te slaan.

In de bacterie wordt de ontleding van hydrazine gecontroleerd uitgevoerd door een enzym. Ongecontroleerd ontleedt hydrazine echter ook heel gemakkelijk, en dat is de reden dat het spul vaak wordt gebruikt als brandstof voor stuurraketten of generatoren in de lucht- en ruimtevaart. De anammoxbacterie produceert volgens Jetten echter te weinig om een club als NASA serieus te interesseren: “Daar krijg je geen raket mee naar Mars.”

Het gebruik van hydrazine in de hoofdmotor van een bemande raket zou trouwens wel eens veel te link kunnen zijn. Daar zijn 70 jaar geleden al een paar nare ervaringen mee opgedaan.

bron: Radboud Universiteit