Бактерії-метанотрофи, які відомі завдяки своїй здатності перетворювати газ метан з навколишнього середовища у придатне для використання паливо, здавна викликали інтерес у вчених. Але те, як саме ці бактерії здійснюють цю реакцію, досі залишалося загадкою.
Тепер команда науковців з Північно-Західного університету в Еванстоуні (штат Іллінойс) виявила, що ензим, який відповідає за перетворення метану в метанол (метиловий спирт), каталізує цю реакцію за наявності єдиного іона міді.
Їхнє відкриття може допомогти створити потужні штучні каталізатори, які з мінімальними витратами конвертуватимуть метан — газ із сильним парниковим ефектом — в готовий до використання метанол на основі природних механізмів.
“Ідентичність та структура іонів металу, що відповідальні за цей каталіз, залишались невловимими протягом кількох десятиліть. Наше дослідження є суттєвим внеском у розуміння того, як відбувається ця реакція”, — сказала співавторка дослідження, професорка Північно-Західного університету Емі Розенцвайґ.
А за словами іншого співавтора, Браяна Гофмана, “коли ми встановили роль цього ключового іона, ми наблизились до розуміння того, як природа здійснює одну з найскладніших своїх реакцій”.
Дослідження опублікували у п’ятницю, 10 травня, у журналі Science. Окислюючи метан і перетворюючи його в метанол, бактерії-метанотрофи можуть вбити двох зайців одним пострілом. Вони не лише витягатимуть з атмосфери шкідливий метан, а й перетворюватимуть його на паливо для автомобілів, електростанцій та з багатьма іншими корисними застосуваннями.
Сучасні промислові процеси, які окислюють метан та перетворюють його в метанол, є дуже енергозатратними. Така реакція відбувається лише за дуже високого тиску й температури (понад 1300 С0). Метанотрофи, своєю чергою, це роблять за кімнатної температури і безплатно.
Утім, ще залишається багато невідомих, які вчені мають з'ясувати, щоб повністю копіювати цей процес. “Лише коли ми матимемо повне розуміння того, як бактерії проводять цю реакцію, ми зможемо відтворити її спершу в лабораторних, а згодом в промислових масштабах”, — каже Метью Росс, аспірант, який працює під керівництвом Розенцвайґ і Гофмана та є першим автором цієї публікації у Science.
Methane-consuming bacteria could be the future of fuel
ScienceDaily, 9/05/2019
Зреферував Є. Л.