 |
Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Обновлённый фермент конвертирует диоксид углерода в метан
Архивы новостей:
2008 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2018 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2019 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2020 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2021 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2022 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2023 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2024 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2025 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2026 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
Обновлённый фермент конвертирует диоксид углерода в метан
В Массачусетском технологическом институте (США) спроектировали первый одиночный биологический катализатор, способный конвертировать диоксид углерода в возобновляемую форму энергии — метан. Интересно, что этот же фермент может обращать тот же диоксид углерода в важнейший компонент промышленных полимеров.
Переработка CO2 в любые формы полезного топлива, такие как метанол (CH3 или метан CH4), — настоящая идея фикс многих последователей культа парникового эффекта и возобновляемых энергетических источников. Однако эта проблема всегда считалась одной из самых неподъёмных, благодаря высочайшей химической инертности CO2, не желающего вступать в химические реакции. Для того чтобы всё-таки заставить ленивую молекулу принять участие в восстановительных процессах, конвертирующих диоксид углерода в метан и другие полезные малые молекулы (муравьиную кислоту, например), были созданы специальные металлорганические катализаторы. К сожалению, их эффективность и надёжность никак не позволяет найти им практическое применение. С другой стороны, бактерии, эти природные химические заводики невероятной производительности, способны утилизовать CO2, конвертируя его в тот самый метан, но даже им требуется для этого целый набор различных ферментов, чтобы катализировать длинную цепочку превращений. Ни тот, ни другой подход, очевидно, не может считаться практически приемлемым, а потому учёным понадобилась смекалка…
…И Лэнс Сифелдт (Lance Seefeldt) с коллегами из Университета Юты её применили. Долгое время они занимались изучением бактериального фермента нитрогеназы, катализирующего восстановление азота (N2) до аммиака (NH3) посредством активного металлического кластера, который содержит молибден и железо. Помимо своей уникальной способности фиксировать атмосферный азот, этот фермент знаменит ещё и низкой субстратной специфичностью и вместо азота может восстанавливать другие соединения с тройной связью. Формально восстановление диоксида углерода до метана требует переноса 8 электронов — точно так же, как это происходит при восстановлении азота до аммиака. Это сходство заставило учёных задуматься над созданием модифицированной версии нитрогеназы, которая могла бы принять и восстановить CO2.
Ремоделирование старого фермента обошлось малой кровью: были заменены две аминокислоты в одном из индивидуальных протеиновых фрагментов нитрогеназы. Итоговый обновлённый катализатор получил возможность конвертировать диоксид углерода в метан. Процесс протекает с постоянной скоростью в течение двадцати минут, после чего начинается замедление. В среднем скорость катализируемой новым ферментом реакции и число циклов сравнимы с показателями растворимых металлорганических катализаторов, что совсем неплохо для начала и особенно для первой модели.
Настоящим сюрпризом стал тот факт, что новый катализатор обрёл возможность активировать гораздо более сложное превращение, а именно синтез пропилена из CO2 и ацетилена. Это превращение является совершенно новым как для неорганических, так и для органических/биологических катализаторов. Сам пропилен используется химической промышленностью для производства полимеров и пластмасс.
Тем не менее группа г-на Сифелдта не собирается делать из своего первенца основу для каких-либо индустриальных процессов. На этом и других подобных примерах (моделях) учёные намерены разобраться в деталях и нюансах работы протеина, чтобы наконец-то научиться создавать на его основе такие катализаторы, которые могли бы взять на себя не только производство метана в промышленных масштабах, но и более сложных молекул. Цель благородная и вполне интригующая, а главное — по-видимому, достижимая.
Подробный отчёт о работе опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Science.
Источник: http://science.compulenta.ru
16.11.2012 15:32 | |
|
