Ana Sayfa arşiv Biyokatalizörler oksijenden nasıl korunur?

Biyokatalizörler oksijenden nasıl korunur?

0
Biyokatalizörler oksijenden nasıl korunur?
Biyokatalizörler oksijenden nasıl korunur?
Biyokatalizörler oksijenden nasıl korunur?

Enerji geçişinin anahtarı olarak hidrojene dair büyük umutlar var. Alglerde ve bakterilerde bulunan spesifik bir enzim grubu, protonları ve elektronları katalize ederek moleküler hidrojen üretebilir. Ancak enzim grubu oksijene o kadar duyarlı ki, bu işlemle üretilen hidrojenin yeşil enerji kaynağı olarak ticari kullanımı henüz mümkün değil.

Ruhr Üniversitesi Bochum’daki Cluster of Excellence RESOLV ve Araştırma Eğitim Grubu Mikrobiyal Substrat Dönüşümü’ndeki araştırmacılar, genetik olarak oluşturulan kanal tıkanıklıkları yoluyla hidrojen üreten bir enzimin oksijen stabilitesini arttırdı.

Fotobiyoteknoloji grubunun başkanı Profesör Thomas Happe, Profesör Lars Schäfer, Profesör Eckhard Hofmann ve Profesör Ulf-Peter Apfel ile birlikte çalışan araştırmacılar bulgularını dergide yayınladılar.

Engellenen kanallar oksijen stabilitesini artırır

Moleküler hidrojenin özellikle yüksek katalitik devir hızına sahip bir metaloenzime denir. [FeFe] hidrojenaz. Thomas Happe, “Hidrojenin dönüşümü, enzimin içindeki aktif bölgede, H kümesinde gerçekleşir” diye açıklıyor. “İçeride üretilen hidrojen daha sonra enzimden çıkmak için kanallardan geçer.”

İlk yazar Claudia Brocks, “Tersine, eğer enzim moleküler oksijene maruz kalırsa, oksijen de enzim yüzeyinden H kümesine kadar ilerlemek için belirli kanalları kullanır” diye ekliyor. H kümesi oksijenle en ufak bir temasta yok olur ve daha fazla hidrojen üretme yeteneğini kaybeder.

Bochum araştırma ekibi oksijen stabilitesini arttırmayı başardı. [FeFe] hidrojenaz enzimi CpI ve bölgeye yönelik mutajenez, elektrokimya, X-ışını kristalografisi ve moleküler dinamik simülasyonları dahil olmak üzere disiplinler arası bir yöntem kombinasyonu kullanarak oksijen koruma etkisini açıklamaktadır. Claudia Brocks, “Bir enzim kanalında yapılan seçici genetik modifikasyonlar, hidrojenaz enzimi CpI’yi öyle bir değiştirdi ki, elektrokimyasal yollarla oksijen toleransında ve oksijen direncinde önemli bir artış tespit ettik” diye açıklıyor. “Kanal değişikliklerini incelemek için moleküler dinamik simülasyonunu kullandık. Analizimiz, H kümesine yakın yeni tanımlanan dinamik bir su kanalında tıkanıklıkları ortaya çıkardı.” Thomas Happe şunları ekliyor: “Zararlı oksijene karşı koruyucu etki, bu kanalın tıkanmasına dayanıyor. Oksijen, H kümesine ancak zorlukla nüfuz edebilir. Yerel yapısal değişiklikler, protein dinamiklerinde önemli değişikliklere yol açabilir.”