转换温室气体成为有用的类型,像是甲烷,会需要很长的时间。现在,一组研究人员设计出一种细菌,能够只以单一而又自然产生的酶反应步骤,来推动这个过程。
氮固化解说
从’稀薄空气产生’燃料的研发,正在华盛顿大学(University of Washington)进行中。 在一篇发表于美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)的最新研究,研究人员设计出一种细菌,藉由利用一种名为"氮固化(nitrogenase )"的酶作为催化剂,能够在只有单一酶反应步骤,来推动转换二氧化碳成为甲烷气体。
这种酶并不是完全在实验室创造出来的催化剂,它的确是自然产生的。根据科学美国人杂志(Scientific American),氮固化真的在自然状态帮助细菌,以一个名为氮还原(nitrogen reduction)或是固氮作用(nitrogen fixation)的过程,转换大气层中的惰性氮气体,成为容易反应的氨(ammonia)。
论文发表的共同作者、华盛顿大学微生物学教授Caroline Harwood被这个酶执行这个"在现象上困难的反应"的能力激起好奇心,她和研究小组开始测试是否能够改变这个酶的表现方式,使得它与其他基质(substrate)起反应,来产生其他有用的类型。
图: Fixen et al. PNAS doi:10.1073/pnas.1611043113
它是如何起作用
如同科学美国人杂志解释这个过程,这个细菌,R. palustris,也被修改过,以便于增加修改后的固化氮的生产程度。就好像在自然反应中,这个酶需要被阳光刺激,来产生完成反应所需要的能量。测试结果是大有可为的。然而,从二氧化碳到甲烷的过程效率,很接近从氮到氨的自然过程效率。Harwood说:“正常的酶对每一个氨[分子]产生大约两个氢,改变后的酶对每一个甲烷分子产生一千个氢。”
即使考虑这个过程,许多科学家正积极地期待更多的研究。这项发现只是一个起点,利用氮固化的能力,来理解生物系统如何能够在只有一个酶反应步骤,安排资源来产生富含能量的碳氢化合物。
来源:Futurism