Formiat dehydrogenase reducerer kuldioxid til myresyre

Professor Yutaka Amao fra Osaka City University Artificial Photosynthesis Research Center og Ryohei Sato, en 1. års ph.d. studerende ved Graduate School of Science med hovedfag i fysik og kemi, afsløre, at katalysatorformiat dehydrogenase reducerer kuldioxid direkte til myresyre.

Udviklingen af ​​en effektiv katalysator er et vigtigt skridt i at skabe et kunstigt fotosyntesesystem, der bruger sollys til at omdanne kuldioxid til organiske molekyler. Format dehydrogenase (FDH) er en katalysator, der fremskynder reaktionen ved omdannelse af kuldioxid (CO ₂ ) til myresyre (lagermedium for hydrogenenergi osv.) indtil nu var detaljerne om, hvordan dette skete, uklare. Forskningsgruppen opløste FDH i en flydende opløsning, og kuldioxid blev derefter blæst ind i opløsningen til reaktionshændelsen.

I væske, kuldioxid findes i to andre former end sig selv - en biocarbonation og en carbonation. Indtil nu, det vides ikke, hvilken af ​​disse tre former der reduceres og omdannes til myresyre. Ved at ændre mængden af ​​hver type kuldioxid i den flydende opløsning og kontrollere dem præcist fandt gruppen ud af, at kuldioxid i sig selv reduceres direkte til myresyre efter at have undersøgt deres reaktion med FDH.

Resultaterne af denne forskning blev offentliggjort i New Journal of Chemistry udgivet af Royal Society of Chemistry (RSC).

Med udviklingen af ​​videnskab og teknologi, det er nødvendigt at forberede sig på den næste generation ved hurtigt at løse de alvorlige problemer i dag, nemlig global opvarmning på grund af drivhusgasser, behandling af store mængder industriaffald, og udtømning af fossile energier som olie og kul. Det er vigtigt at bygge et energigenbrugssystem med lav miljøbelastning og at udvikle et energiomdannelsessystem, der effektivt anvender drivhusgasser som kuldioxid.

CO ₂ har et reduktionsmål sat på global skala. Det er muligt at regulere og reducere CO ₂ emissioner, men hvordan man bruger dette som råvare og omdanner det til nyttige stoffer er også et vigtigt spørgsmål. Det er de omstændigheder, der har gjort opmærksom på kunstig fotosynteseteknologi, der bruger solenergi til at omdanne kuldioxid til et brugbart brændstof.

Denne forskningsgruppe har til formål at dramatisk forbedre katalysatorens formiat dehydrogenase, 'som fremmer reaktionen ved omdannelse af kuldioxid til myresyre - brugt til brændstof, kemiske produkter, og som et energilagringsmedium. Det vides, at kuldioxid findes i en væske som biocarbonationen (HCO ₃ ^- ) og carbonation (CO ₃ ^- ) ud over sig selv. Imidlertid, når en reaktion i opløsningen katalyseres af formiatdehydrogenase, det var uklart hvilken af ​​de 3 former for CO ₂ blev reduceret til myresyre.

Ved at ændre mængden af ​​disse tre former for CO ₂ i den flydende opløsning og kontrollere dem med formiatdehydrogenase, Denne undersøgelse viste, at de kun reduceres til myresyre, når kuldioxidforholdet er stort, som vist på figuren. Når kuldioxidet i opløsningen blev ændret til et bikarbonat og carbonat, det blev ikke reduceret til myresyre.

Vi tror, ​​at denne opdagelse vil guide os i udviklingen og designet af katalysatorer, der vil hjælpe med at skabe et kunstigt fotosyntesesystem, der effektivt omdanner kuldioxid til organiske molekyler.