אנזימים ביולוגיים בתור מקור למימן

כימאים הצליחו להתקרב שלב אחד נוסף לשכפול המנגנון היעיל ביותר בטבע לייצור גז מימן. פיתוח זה עשוי לסייע בסלילת הדרך של תעשיית דלק מימני ליטול תפקיד גדול יותר במאמצים הכלל עולמיים להשגת מקורות אנרגיה יותר ידידותיים לסביבה

אנזימים ביולוגיים. איור: shutterstock
אנזימים ביולוגיים. איור: shutterstock

[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]

כימאים הצליחו להתקרב שלב אחד נוסף לשכפול המנגנון היעיל ביותר בטבע לייצור גז מימן. פיתוח זה עשוי לסייע בסלילת הדרך של תעשיית דלק מימני ליטול תפקיד גדול יותר במאמצים הכלל עולמיים להשגת מקורות אנרגיה יותר ידידותיים לסביבה. ממצאי המחקר פורסמו זה מכבר בכתב העת המדעיProceedings of the National Academy of Sciences.

כיום, גז מימן מיוצר באמצעות תהליך תעשייתי מורכב ביותר המגביל את השימוש בו בתחום של שוק הדלק הירוק, אומרים החוקרים. לפיכך, מדענים מחפשים שיטות להפקת מימן באופן ביולוגי, שיטה שהיא הרבה יותר יעילה מהתהליך הנעשה כיום על ידי בני אדם, אומר החוקר הראשי.

אנזימים ביולוגיים המסייעים בייצור מימן, הנקראים בשם הידרוגנאזות (hydrogenases), הם המנגנון הטבעי עליו מבוססים הייצור והצריכה של גז מימן. אנזימים אלו קיימים בשתי תצורות: ברזל-ברזל וכן ברזל-ניקל, הנקראים על בסיס היסודות המתכתיים האחראים ליזום התגובות הכימיות. המחקר החדש מתמקד בתצורה של ברזל-ברזל מאחר והיא גורמת לתגובה להיות מהירה יותר, מסבירים החוקרים. החוקרים התחילו את המחקר שלהם תוך ידיעה כללית באשר להרכב הכימי של האתרים הפעילים הנמצאים בתוך האנזים.

החוקרים שיערו כי אלו מורכבים מעשרה חלקים: ארבע מולקולות של פחמן-חד חמצני, שני יוני ציאניד, שני יוני ברזל ושתי קבוצות של חומצת אמינו המכילה גופרית בשם ציסטאין. צוות המחקר גילה כי למעשה הלב של האנזים מורכב משתי קבוצות זהות המכילות כל אחת חמש מולקולות: שתי מולקולות של פחמן-חד חמצני, יון ציאניד אחד, יון ברזל אחד וקבוצה אחת של ציסטאין. הקבוצות יוצרות בינן לבין עצמן יחידה אחת הדוקה היטב, ושתי היחידות נקשרות יחדיו לקבלת הרכב מוגמר של עשרה חלקים. אולם, הבדיקה המעבדתית של אנזים שסונתז במעבדה חשף הפתעה סופית, אומר החוקר הראשי. "המתכון שלנו לא היה שלם – כיום אנו יודעים שההרכב מכיל אחת עשרה יחידות ולא רק עשר, ואנו נמצאים כעת במצוד אחר הפיסה החסרה."
חברי צוות המחקר אינם בטוחים כרגע אילו סוגי יישומים תובנה חדשה זו תוכל להוליד, אולם המחקר הנוכחי יוכל לספק ערכת בנייה שתהיה תועלתית עבור מיזמי פיתוח אחרים של זרזים. "המסקנה ממחקר זה היא שזה דבר אחד לדמיין אנזים אמיתי המשמש לייצור גז מימן, ומנגד זה הרבה יותר מורכב להבין את הרכבו מספיק טוב על מנת לשכפל את פעילותו עבור שימוש מעבדתי", מסביר החוקר הראשי.

תקציר המאמר
הידיעה אודות המחקר

עוד בנושא באתר הידען:4

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן