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新研究細(xì)菌酶制甲酸機(jī)制 可用于造汽車燃料電池

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關(guān)鍵詞: 燃料電池汽車,氫氣

    新研究細(xì)菌酶制甲酸機(jī)制 可用于造汽車燃料電池

      細(xì)菌酶可在自然環(huán)境下將二氧化碳轉(zhuǎn)化成富含能量的甲酸。近日,法國(guó)原子能及可替代能源署(CEA)、法國(guó)國(guó)家科研中心(CNRS)和艾克斯—馬賽大學(xué)的研究人員合作研究,發(fā)現(xiàn)了甲酸脫氫酶將二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲酸的生物機(jī)制,對(duì)通過生物技術(shù)制取可再生能源具有重要意義。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)外雜志上。

      自然環(huán)境中,很多細(xì)菌通過甲酸脫氫酶 (FDHs)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲酸 (CH2O2)。甲酸在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為氫氣,可用于制造燃料電池,在可再生能源領(lǐng)域擁有重要價(jià)值。

      生物酶發(fā)生催化反應(yīng)往往需要與一種叫做“輔因子”的非蛋白質(zhì)化合物相結(jié)合,因而輔因子可以稱作“激活”生物酶的“開關(guān)”。法國(guó)研究人員以結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等多學(xué)科相結(jié)合的方式,對(duì)大腸桿菌進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)甲酸脫氫酶將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲酸需要與一種含有鉬元素的輔因子相連接,這一過程是由含鉬輔因子將硫原子固定(脫硫)來實(shí)現(xiàn)。

      通常情況下,甲酸脫氫酶的含鉬輔因子非常不穩(wěn)定,無機(jī)狀態(tài)下的硫又具有很高的活性,將硫原子固定在輔因子化合物上十分困難。但大腸桿菌含有一種特定的“伴侶蛋白”,可將提供硫原子的L-半胱氨酸(生物體內(nèi)一種常見的含硫氨基酸)與含鉬輔因子鏈接在一起,硫原子通過“伴侶蛋白”內(nèi)部的一條“管道”,安全、準(zhǔn)確地被運(yùn)輸并安裝到輔因子上。這樣,含鉬輔因子在獲得硫原子后即可與甲酸脫氫酶相結(jié)合,激活一系列后續(xù)的催化反應(yīng)。

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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