Facebook
Капитал страны
Капитал Страны
ENGLISH
Меню
07 ИЮН, 02:52 МСК
USD (ЦБ)    73,4326
EUR (ЦБ)    79,4394

07 ИЮН, 02:52 МСК
USD (ЦБ)    73,4326
EUR (ЦБ)    79,4394

Ученые обнаружили новый путь для разработки технологий биотоплива

19.08.2019 18:55
Комментарии
Ученые обнаружили новый путь для разработки технологий биотоплива

За миллиарды лет практики природа создала самые энергоэффективные машины. Одна из них, NiFe-гидрогеназа, является самой старой среди микроорганизмов и используется для метаболизма водорода. Используя инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье, исследователи раскрывают путь переноса протона этого фермента, открытие, которое, как ожидается, внесет вклад в создание новых клеток биотоплива.

Несмотря на все открытия, достигнутые технологией на протяжении всей нашей жизни, во многих случаях она отстает от того, что может сделать природа. Муравьи могут нести в 5000 раз больше своего веса, а паутина в пять раз прочнее стали. Топливная эффективность ничем не отличается. В новой работе, исследователи из Нараского института науки и технологии (NAIST) сообщают о новых подробностях пути переноса протонов NiFe-гидрогеназы с использованием инфракрасной спектроскопии с Фурье-переносом (FT-IR). Этот перенос крайне важен для метаболизма водорода микроорганизмами, и исследование дает ученым лучшее понимание того, как имитировать природу в создании новых биотопливных клеток.

Гидрогеназа - ключевой фермент метаболизма водорода, катализирующий обратимую активацию молекулярного водорода.

Метаболизм водорода является одной из древнейших форм производства энергии для жизни и одной из наиболее интенсивно изучаемых в силу его значимости в эволюции. Этот процесс также привлек внимание, поскольку является чистым источником энергии. Среди ферментов, ответственных за метаболизм водорода, NiFe-гидрогеназа является наиболее распространенной и древнейшей.

Много известно об энзиме. Он обратимо окисляет атомы водорода через свой активный центр Ni-Fe, который окружен определенными аминокислотами. Тем не менее, отмечает профессор NAIST Шун Хирота, руководивший исследованием, необходимо понять некоторые основы химических реакций, прежде чем использовать эту наномашина для разработки технологий биотоплива.

«Гидрид и протон координируются с сайтом Ni-Fe в цикле протонирования-депротонирования, что приводит к четырем состояниям гидрогеназы. Но путь переноса протона остается неизвестным», - говорит он.

Одной из причин отсутствия ясности была неспособность разрешить частоты растяжения различных водородных связей. В новой работе команда Хироты в сотрудничестве с другими исследователями в Японии и Китае решила эту проблему, наблюдая фотопреобразования трех состояний гидрогеназы с помощью ИК-спектров.

Различные частоты поглощения показали, что один из четырех цистеинов, цистеин 546, наряду с другой аминокислотой, глутаминовой кислотой 34 и упорядоченной молекулой воды, являются критическими для переноса. Ученые использовали новую информацию, чтобы сделать вывод, как молекула серы цистеина 546 и кислотная группа в глутаминовой кислоте 34 образуют водородные связи, чтобы регулировать транспорт водорода.

«Наши результаты показывают, что цистеин 546 является донором и акцептором протонов в цикле NiFe-гидрогеназы. Они также демонстрируют, как низкобарьерная водородная связь для глутаминовой кислоты 34 образуется и расщепляется во время каталитического цикла», - отмечает Хирота.

Микроорганизмы приспособились к более широкому диапазону условий окружающей среды, чем люди. Их можно найти в комфортном климате наших спален и в самых агрессивных условиях на земле. Таким образом, видение того, как NiFe-гидрогеназа переносит протоны обеспечивает парадигму для исследователей, стремящихся к производству высокоэффективных энергетических катализаторов в целом ряде условий, пишет ScienceDaily.

«Жизнь потратила миллиарды лет на адаптацию к энергии. Мы считаем, что это дает нам лучшую модель для повышения энергоэффективности в будущем», - говорит Хирота.

Комментировать (без регистрации)

Написать комментарий

правила комментирования
  1. Не оскорблять участников общения в любой форме. Участники должны соблюдать уважительную форму общения.
  2. Не использовать в комментарии нецензурную брань или эвфемизмы, обсценную лексику и фразеологию, включая завуалированный мат, а также любое их цитирование.
  3. Не публиковать рекламные сообщения и спам; сообщения коммерческого характера; ссылки на сторонние ресурсы в рекламных целях. В ином случае комментарий может быть допущен в редакции без ссылок по тексту либо удален.
  4. Не использовать комментарии как почтовую доску объявлений для сообщений приватного характера, адресованного конкретному участнику.
  5. Не проявлять расовую, национальную и религиозную неприязнь и ненависть, в т.ч. и презрительное проявление неуважения и ненависти к любым национальным языкам, включая русский; запрещается пропагандировать терроризм, экстремизм, фашизм, наркотики и прочие темы, несовместимые с общепринятыми законами, нормами морали и приличия.
  6. Не использовать в комментарии язык, отличный от литературного русского.
  7. Не злоупотреблять использованием СПЛОШНЫХ ЗАГЛАВНЫХ букв (использованием Caps Lock).
Отправить комментарий

Статьи

Сценарии развития Африки после пандемии

Сценарии развития Африки после пандемии
Политика

Экс-посол Бенина в России: «Россию всегда ждут на Африканском континенте»

Экс-посол Бенина в России: «Россию всегда ждут на Африканском континенте»
Конференции

Германия поставила США на место. За санкции против «Северного потока-2» Вашингтон получит пошлины

Германия поставила США на место. За санкции против «Северного потока-2» Вашингтон получит пошлины
Экономика 1

Ученые хотят отразить от Земли лучи Солнца. Поможет ли это остановить глобальное потепление

Ученые хотят отразить от Земли лучи Солнца. Поможет ли это остановить глобальное потепление
Наука и технологии

«Ни рубля из бюджета!» Олигарх Потанин пообещал Путину ликвидировать последствия ЧС в Норильске

«Ни рубля из бюджета!» Олигарх Потанин пообещал Путину ликвидировать последствия ЧС в Норильске
Экономика

Социальные сети: как быть настоящим

Социальные сети: как быть настоящим
Бизнес и психология

Узнай, страна

ТПП РФ: возобновляя работу, предпринимателям важно соблюдать все меры безопасности

ТПП РФ: возобновляя работу, предпринимателям важно соблюдать все меры безопасности

ТОП-10 достижений недели: как в России строили ракетный комплекс, разводили оленей и садили персики?

ТОП-10 достижений недели: как в России строили ракетный комплекс, разводили оленей и садили персики?

В Архангельской области изготовили пусковой стол комплекса «Ангара» для космодрома «Восточный»

В Архангельской области изготовили пусковой стол комплекса «Ангара» для космодрома «Восточный»

Уральские ученые впервые в мире синтезировали постоянные магниты без тяжелых редкоземельных металлов

Уральские ученые впервые в мире синтезировали постоянные магниты без тяжелых редкоземельных металлов
Капитал страны
Нашли ошибку на сайте? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter