Methanotrophe Bakterien oder "Methanotrophe" oxidieren Methan und wandeln es in Methanol um. Dabei entfernen sie nicht nur ein gefährliches Treibhausgas aus der Umwelt, sondern schaffen auch einen nachhaltigen Kraftstoff.
VERBINDUNG: BUNTE BAKTERIEN KOMBINIEREN ABWASSER UND LICHT, UM SAUBERE ENERGIE ZU MACHEN
Eine komplexe Konvertierung
Seit Jahren können Wissenschaftler jedoch nicht herausfinden, wie diese Bakterien diese komplexe Umwandlung durchführen. Jetzt ein interdisziplinäres Team an der Northwestern University Scient. möglicherweise aufgedeckt dieses lang gehegte Rätsel.
Ihr Befund könnte zu vom Menschen hergestellten Katalysatoren führen, die Methan in leicht verwendbares und nachhaltiges Methanol umwandeln können. Die Entdeckung zeigt, dass das für die Methan-Methanol-Umwandlung verantwortliche Enzym diese Reaktion an einer Stelle katalysiert, die nur ein Kupferion enthält.
"Die Identität und Struktur der für die Katalyse verantwortlichen Metallionen ist seit Jahrzehnten schwer zu ermitteln", sagte Amy C. Rosenzweig von Northwestern, Co-Senior-Autorin der Studie, und der angesehene Professor für Biowissenschaften der Familie Weinberg am Weinberg College of Arts and Sciences im Nordwesten .
"Unsere Studie liefert einen wichtigen Schritt vorwärts, um zu verstehen, wie Bakterien Methan in Methanol umwandeln."
"Durch die Identifizierung der Art des betroffenen Kupferzentrums haben wir den Grundstein dafür gelegt, wie die Natur eine ihrer herausforderndsten Reaktionen ausführt", sagte Brian M. Hoffman, Co-Senior-Autor und Charles E. und Emma H. MorrisonProfessor für Chemie in Weinberg.
Entscheidend zu verstehen
Heutige industrielle Prozesse zur Katalyse einer Methan-Methanol-Reaktion erfordern extreme Bedingungen wie enormen Druck und Temperaturen von mehr als 1.300 Grad Celsius. Methanotrophe können die Reaktion jedoch mühelos bei Raumtemperatur durchführen. Deshalb ist ihr Prozess soentscheidend zu verstehen.
"Während Kupferstandorte dafür bekannt sind, die Umwandlung von Methan in Methanol in von Menschen hergestellten Materialien zu katalysieren, ist die Katalyse von Methan in Methanol an einem Monokupferstandort unter Umgebungsbedingungen beispiellos", sagte Matthew O. Ross, ein Doktorandberaten von Rosenzweig und Hoffman und dem Erstautor der Zeitung.
"Wenn wir ein umfassendes Verständnis dafür entwickeln können, wie sie diese Umwandlung unter solch milden Bedingungen durchführen, können wir unsere eigenen Katalysatoren optimieren."
Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft .