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消耗甲烷的细菌可能是燃料的未来

发布时间:2019-05-21 15:20:34 来源:

Methanhanrophic细菌以其从环境中去除甲烷并将其转化为可用燃料的能力而着称,长期以来一直令研究人员着迷。但是,这些细菌如何自然地进行如此复杂的反应一直是个谜。

现在,西北大学的一个跨学科团队发现,负责甲烷 - 甲醇转化的酶在仅含有一个铜离子的位点催化该反应。

这一发现可能会导致新设计的人造催化剂能够将甲烷(一种高效的温室气体)转化为易于使用的甲醇,并具有相同的轻松机制。

“负责催化作用的金属离子的特性和结构几十年来一直难以捉摸,”该研究的共同资深作者,西北大学的Amy C. Rosenzweig说。“我们的研究为理解甲烷与甲醇的转化方式提供了重大飞跃。”

“通过确定所涉铜中心的类型,我们为确定大自然如何进行其最具挑战性的反应奠定了基础,”联合资深作者Brian M. Hoffman说。

该研究将于5月10日星期五在“ 科学 ”杂志上发表。Rosenzweig是西北大学Weinberg艺术与科学学院Weinberg家族生命科学杰出教授。Hoffman是Weinberg的Charles E.和Emma H. Morrison化学教授。

通过氧化甲烷并将其转化为甲醇,甲烷氧化菌(或“甲烷氧化菌”)可以包装一到两次冲击。他们不仅从环境中去除了有害的温室气体,而且还为汽车,电力等提供了一种易于使用的可持续燃料。

目前用于催化甲烷 - 甲醇反应的工业过程需要巨大的压力和极端温度,达到高于1300摄氏度。然而,甲烷氧化菌在室温下“免费”进行反应。

“虽然已知铜矿点催化人造材料中的甲烷转化为甲醇,但在环境条件下在单一地点进行甲烷 - 甲醇催化是前所未有的,”Matthew O. Ross说道,研究生共同建议Rosenzweig和Hoffman以及该论文的第一作者。“如果我们能够在如此温和的条件下完全了解它们如何进行这种转化,我们就能优化自己的催化剂。”

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