Investigación de la Universidad de Illinois y la Universidad de California, Davis tiene a los químicos un paso más cerca de recrear la maquinaria más eficiente de la naturaleza para generar gas hidrógeno. Este nuevo desarrollo puede ayudar a despejar el camino para que la industria del combustible de hidrógeno tome un papel más importanteen el impulso global hacia fuentes de energía más amigables con el medio ambiente.
Los investigadores informan sus hallazgos en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Actualmente, el gas de hidrógeno se produce mediante un proceso industrial muy complejo que limita su atractivo para el mercado de combustibles ecológicos, dijeron los investigadores. En respuesta, los científicos están buscando hidrógeno sintetizado biológicamente, que es mucho más eficiente que el actual hecho por el hombreproceso, dijo el profesor de química y coautor del estudio Thomas Rauchfuss.
Las enzimas biológicas, llamadas hidrogenasas, son la maquinaria de la naturaleza para producir y quemar hidrógeno gaseoso. Estas enzimas vienen en dos variedades, hierro-hierro y níquel-hierro, llamadas así por los elementos responsables de impulsar las reacciones químicas. El nuevo estudio se centra enla variedad hierro-hierro porque hace el trabajo más rápido, dijeron los investigadores.
El equipo entró en el estudio con una comprensión general de la composición química de los sitios activos dentro de la enzima. Presumieron que los sitios se ensamblaron usando 10 partes: cuatro moléculas de monóxido de carbono, dos iones de cianuro, dos iones de hierro y dos gruposde un aminoácido que contiene azufre llamado cisteína.
El equipo descubrió que era más probable que el motor de la enzima estuviera compuesto por dos grupos idénticos que contienen cinco productos químicos: dos moléculas de monóxido de carbono, un ion de cianuro, un ion de hierro y un grupo de cisteína. Los grupos forman una unidad estrechamente unida,y las dos unidades se combinan para dar al motor un total de 10 partes.
Pero el análisis de laboratorio de la enzima sintetizada en el laboratorio reveló una sorpresa final, dijo Rauchfuss. "Nuestra receta está incompleta. Ahora sabemos que se requieren 11 bits para hacer el motor del sitio activo, no 10, y estamos en la cazapara ese último bit "
Los miembros del equipo dicen que no están seguros de a qué tipo de aplicaciones conducirá esta nueva comprensión de la enzima hidrogenasa de hierro-hierro, pero la investigación podría proporcionar un kit de ensamblaje que será instructivo para otros proyectos de diseño de catalizadores.
"La conclusión de este estudio es que una cosa es imaginar el uso de la enzima real para producir gas hidrógeno, pero es mucho más poderoso entender su composición lo suficientemente bien como para reproducirla para usarla en el laboratorio,"Dijo Rauchfuss.
Investigadores de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón también contribuyeron a este estudio.
Los Institutos Nacionales de Salud respaldaron este estudio.
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Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Oficina de Noticias . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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