Conocido por su capacidad para eliminar el metano del medio ambiente y convertirlo en un combustible utilizable, las bacterias metanotróficas han fascinado a los investigadores durante mucho tiempo. Pero cómo, exactamente, estas bacterias realizan naturalmente una reacción tan compleja ha sido un misterio.
Ahora, un equipo interdisciplinario de la Universidad Northwestern ha descubierto que la enzima responsable de la conversión de metano-metanol cataliza esta reacción en un sitio que contiene solo un ion de cobre.
Este hallazgo podría conducir a catalizadores artificiales de nuevo diseño que pueden convertir el metano, un gas de efecto invernadero altamente potente, en metanol fácilmente utilizable con el mismo mecanismo sin esfuerzo.
"La identidad y la estructura de los iones metálicos responsables de la catálisis han permanecido esquivas durante décadas", dijo Amy C. Rosenzweig, coautora principal del estudio de Northwestern. "Nuestro estudio proporciona un gran avance para comprender cómo las bacterias metano-conversión a metanol "
"Al identificar el tipo de centro de cobre involucrado, hemos sentado las bases para determinar cómo la naturaleza lleva a cabo una de sus reacciones más desafiantes", dijo Brian M. Hoffman, coautor principal.
El estudio se publicará el viernes 10 de mayo en la revista ciencia . Rosenzweig es profesora distinguida de ciencias biológicas de la familia Weinberg en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern. Hoffman es profesor de química Charles E. y Emma H. Morrison en Weinberg.
Al oxidar el metano y convertirlo en metanol, las bacterias metanotróficas o "metanotrofos" pueden acumular un doble golpe. No solo están eliminando un dañino gas de efecto invernadero del medio ambiente, sino que también están generando un combustible sostenible fácilmente utilizable.para automóviles, electricidad y más.
Los procesos industriales actuales para catalizar una reacción de metano a metanol requieren una presión tremenda y temperaturas extremas, que alcanzan más de 1.300 grados Celsius. Los metanotróficos, sin embargo, realizan la reacción a temperatura ambiente y "gratis".
"Si bien se sabe que los sitios de cobre catalizan la conversión de metano a metanol en materiales hechos por el hombre, la catálisis de metano a metanol en un sitio de monocopper en condiciones ambientales no tiene precedentes", dijo Matthew O. Ross, un estudiante de posgrado co-aconsejado por Rosenzweig y Hoffman y el primer autor del artículo: "Si podemos desarrollar una comprensión completa de cómo realizan esta conversión en condiciones tan suaves, podemos optimizar nuestros propios catalizadores".
El estudio, "El metano monooxigenasa de partículas contiene solo centros de cobre mononucleares", fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud números de premio GM118035, GM111097 y 5T32GM008382 y la National Science Foundation número de premio 1534743.
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Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Original escrito por Amanda Morris. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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