甲烷細菌轉化之謎破解,甲烷轉化將有質的飛躍

2020-12-05 科技工作者之家

甲烷分子示意圖

甲烷細菌是著名的「甲烷清道夫」，它們可以利用甲烷-甲醇轉化反應，輕鬆地將甲烷轉化為可用燃料。長期以來，甲烷細菌的轉化能力一直吸引著研究人員的關注。然而，甲烷細菌究竟是如何輕而易舉地進行複雜的甲烷反應卻一直是一個謎。

sciencedaily.com網站5月9日報導，《科學》雜誌發文稱，美國西北大學（Northwestern University）的一個跨學科研究小組發現，與甲烷-甲醇轉化反應相關的酶的催化位點僅包含一個銅離子，這一發現可能會催生全新設計的人造催化劑。新催化劑能以類似的「輕鬆機理」促進甲烷-甲醇轉化反應。

論文作者、西北大學教授Amy C. Rosenzweig說：「幾十年來，起催化作用的金屬離子的『身份』和結構始終難以確定。我們的研究將為理解甲烷細菌對甲烷的轉化帶來飛躍。」論文合著者Brian M. Hoffman教授補充說：「通過確定催化反應涉及的銅中心類型，我們為深入理解自然界最具挑戰性的反應奠定了基礎。」

甲烷細菌將甲烷氧化為甲醇，不僅去除了有害的溫室氣體，還提供了易於使用的清潔燃料。目前催化甲烷-甲醇反應的工業過程需要極高的壓力和溫度（約1300℃）。而甲烷細菌在室溫下即可「免費」完成轉化反應。論文第一作者Matthew O Ross說：「雖然銅基催化劑對甲烷-甲醇轉化反應的促進作用是已知的。但溫和條件下單銅催化位點的轉化反應卻是前所未見的。通過進一步了解甲烷細菌的轉化作用，我們就能對現有催化劑進行優化了。」

科界原創

編譯：雷鑫宇

審稿：阿淼

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