突破:通过从活细胞收获能量来催化零碳世界

克雷斯循环代谢物

Krebs循环代谢物落在富能的碳原料中。信用:iSsey takahashi

来自名古屋大学的科学家们已经通过通用催化剂来实现对生物能源的能量缺乏代谢产物的突破。

即将来临的环境危机要求紧急过渡到绿色经济。日本名古屋大学的科学家团队由Susuumu Saito教授领导,最近发现了一种有趣的方法来实现这一目标 - 通过利用活细胞中的重要代谢途径。他们的目的是将能量差的途径产品转化为生物能源,可以以可持续的方式推动我们的世界。

在大多数植物,动物,真菌和细菌中,一种称为“克雷斯循环”的途径负责为细胞提供燃料以进行其功能。在线粒体中操作,该循环最终导致形成富含能量丰富的化合物,如NADH和FADH2(用于为生物体提供电量)和能量缺陷的代谢物如C4.-, C5.- 和c6.- 聚羧酸(PCA)。最近,通过恢复在其创造中丢失的碳 - 氢(C-H)键来将高官能化PCA改变为生物愈植物分子的想法。这需要这些生物分子进行称为“脱水”和“减少”的反应,即克雷斯循环的逆转 - 复杂的过程。

在他们的新学习中,发表在科学推进,Saito教授和他的团队通过旨在找到一种人工“催化剂”来挑战,该分子可以促进这种改性。他们专注于称为“磷酸 - 硼丙氨酸 - 膦(PNNP)铱(IR) - 苯吡啶络合物”的强大的通用预催化剂。SAITO教授说,“单活性金属催化剂如(PNNP)IR催化剂,可以促进高效(高氧化和氧化)生物质原料的选择性氢化和脱水,如克雷布循环代谢物。”

当科学家在C上测试了这种预催化剂时4.-, C5.- 和c6.- 聚羧酸和其他线粒体相关的代谢物,它们发现通过氢化和脱水反应有效地掺入代谢物中的C-H键 - 一个很难实现的壮举。C-H键的恢复意味着能量 - 富含能量的有机化合物可以从具有丰富的能量差的材料产生。此外,反应导致称为“二醇”和“三醇”的化合物,其可用作保湿剂和建筑物塑料和其他聚合物。在这种反应中的唯一“废物”产品是水,给我们一个清洁的能量来源。不仅仅是这样,这些复杂的过程可能以“单罐时尚”,使这个过程有效。

Saito教授和他的团队很乐观,他们的研究将对未来的可再生能源的未来具有重要影响。Saito教授说,“避免碳原料和腐烂的食物等碳原料含有不同羧酸的拱顶和它们的潜在衍生物。分子(PNNP)IR催化剂可用于制备零排放材料。许多商品塑料和聚合物材料可以使用从氢化过程中获得的二醇和三醇来源的基于生物质的浪费原料。“

通过这些调查结果,更绿,更多的碳中性社会肯定在视线中。

参考:“H的反应2使用多功能分子催化剂的线粒体相关代谢物“通过Shota Yoshioka,Sota Nimura,Masayuki Naruto和Susumu Saito,10月23日,科学推进
DOI:10.1126 / sciadv.abc0274

2评论“突破:通过从活细胞收获能量来催化零碳世界”

  1. 好的文章

  2. 好主题

发表评论

电子邮件地址是可选的。如果提供的话,您的电子邮件不会发布或共享。