Enerji dönüşümünün anahtarı olarak hidrojen için büyük umutlar besleniyor. Alglerde ve bakterilerde bulunan belirli bir enzim grubu, protonları ve elektronları katalize ederek moleküler hidrojen üretebilir. Ancak enzim grubu oksijene karşı o kadar hassastır ki bu işlemle üretilen hidrojenin yeşil enerji kaynağı olarak ticari kullanımı henüz mümkün değildir.
Bochum Ruhr Üniversitesindeki RESOLV Mikrobiyal Substrat Dönüşümü Araştırma Eğitim Grubu araştırmacıları, genetik olarak oluşturulmuş kanal blokajları ile hidrojen üreten bir enzimin oksijen kararlılığını artırdı.
Fotobiyoteknoloji grubu başkanı Profesör Thomas Happe, Profesör Lars Schäfer, Profesör Eckhard Hofmann ve Profesör Ulf-Peter Apfel ile birlikte çalışan araştırmacılar bulgularını 13 Ekim 2023 tarihinde ChemSusChem dergisinde yayımladılar.
Bloke Kanallar Oksijen Stabilitesini İyileştiriyor
[FeFe] hidrojenaz adı verilen bir metalloenzim, moleküler hidrojenin özellikle yüksek katalitik dönüş hızlarına sahiptir. Happe şöyle açıklıyor: “Hidrojenin dönüşümü, enzim içindeki etkin bölge olan H-cluster’da gerçekleşir.” “İçeride üretilen hidrojen, sonra enzimden çıkış yapmak için kanallar aracılığıyla seyahat eder.”
Claudia Brocks “Tam tersine, eğer enzim moleküler oksijene maruz kalırsa, oksijen de belirli kanalları kullanarak enzim yüzeyinden H-cluster’a doğru seyahat eder,” dedi. H-cluster, en küçük oksijen temasında yok olur ve daha fazla hidrojen üretme yeteneğini kaybeder.
Bochum araştırma ekibi, [FeFe] hidrojenaz enzimi CpI’nin oksijen kararlılığını artırmayı ve bölgeye yönelik mutagenez, elektrokimya, X-ışını kristalografisi ve moleküler dinamik simülasyonları gibi yöntemlerin disiplinler arası bir kombinasyonunu kullanarak oksijen koruma etkisini açıklamayı başardı.
Brocks, “Bir enzim kanalında yapılan seçici genetik modifikasyonlar, hidrojenaz enzimi CpI’yi öyle bir şekilde değiştirdi ki, elektrokimyasal yollarla oksijen toleransı ve oksijen direncinde önemli bir artış tespit ettik” dedi. “Kanal modifikasyonlarını incelemek için moleküler dinamik simülasyonunu kullandık. Analizimiz, H-cluster’a yakın yeni tanımlanmış dinamik bir su kanalında blokajlar olduğunu ortaya çıkardı.”
Happe “Zararlı oksijene karşı koruyucu etki bu kanal blokajına dayanmaktadır. Oksijen H-cluster’a ancak güçlükle nüfuz edebilir. Yerel yapısal değişiklikler protein dinamiğinde önemli değişikliklere yol açabilir.” dedi. [1]“How to protect biocatalysts from oxygen” yazısından çevrilmiştir.[2]Öne çıkan görsel
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | “How to protect biocatalysts from oxygen” yazısından çevrilmiştir. |
|---|---|
| ↑2 | Öne çıkan görsel |
