Австралийские ученые с помощью криоэлектронной микроскопии установили структуру фермента, который преобразует воздух в энергию: он использует небольшое количество водорода в атмосфере для создания электрического тока. Открытие позволит разрабатывать биокатализаторы, которые обеспечат людей чистой энергией. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Ранее ученые показали, что многие бактерии используют водород из атмосферы в качестве источника энергии в бедных питательными веществами средах. Однако ученые не могли понять, как именно бактерии это делают.
В этом исследовании ученые выделили из бактерии Mycobacterium smegmatis фермент Huc, ответственный за использование атмосферного водорода, и проанализировали его. Именно он превращает газообразный водород в электрический ток.
Авторы исследования использовали несколько методов, чтобы раскрыть молекулярную схему окисления атмосферного водорода. Например, атомную структуру и электрические пути ученые определяли с помощью криоэлектронных микроскопов. Так они получили наиболее четкую структуру фермента. Авторы работы также использовали методы электрохимии, чтобы продемонстрировать, что очищенный фермент создает электричество даже при минимальной концентрации водорода.
Также исследователи выяснили, что фермент — очень стабильный. По словам ученых, его можно долго хранить, при этом он выдерживает замораживание и нагрев до 80°C. С одной стороны, это свидетельствует о том, что фермент помогает бактериям выживать в экстремальных условиях. С другой — благодаря этому использовать его в производстве будет проще.
«Эти результаты открывают пути для разработки биокатализаторов, работающих в условиях окружающей среды», – заявляют авторы работы. Открытие фермента Huc имеет значительный потенциал для разработки небольших устройств, которые могут стать альтернативой устройствам, работающим на солнечных батареях. Бактерии, вырабатывающие ферменты, подобные Huc, распространены повсеместно и могут быть выращены в больших количествах. Следовательно, они могут быть устойчивым источником энергии.
Автор: Елизавета Колединская.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
