O biocatalisador estável em oxigênio a partir de uma bactéria termofílica pode aumentar a produção de hidrogênio

Na ausência de ar, os microorganismos produzem hidrogênio usando uma enzima chamada (FEFE) -hidrogenase, um dos biocatalisadores mais eficientes produtores de hidrogênio conhecidos e uma ferramenta promissora para energia de hidrogênio verde. No entanto, essas enzimas são rapidamente destruídas quando expostas ao ar, o que até agora limitou seu uso industrial.

Agora, os esforços conjuntos liderados por cientistas do Grupo de Photobiotecnologia e o Centro de Química Teórica da Universidade de Ruhr Bochum, na Alemanha, isolaram um novo tipo de estábulo de oxigênio (FEFE) -hidrogenase e revelaram seus “truques” para essa estabilidade de oxigênio.

Os resultados são publicado no Jornal da American Chemical Society.

Na busca da altamente estável (FEFE) -hidrogenase, a equipe começou a procurar por (FEFE) -hidrogenases de bactérias termofílicas. Empregando ferramentas de bioinformática, eles encontraram a bactéria termofílica ThermosedIminibacter Oceani, que prospera em torno de 70 ° C e possui uma hidrogenase potencialmente interessante (FEFE).

Entendendo a alta estabilidade de oxigênio

Após a produção e o isolamento bem-sucedidos dessa nova (FEFE) -hidrogenase, eles observaram sua boa termostabilidade e estabilidade de oxigênio sem precedentes-até sobrevive após vários dias de exposição ao ar.

“É tão emocionante ver essa alta estabilidade”, diz Subhasri Ghosh, o primeiro autor do estudo.

Usando hidrogênio Medições de produção, espectroscopia, mutagênese direcionada ao native e previsão da estrutura baseada em aprendizado de máquina, juntamente com simulações de computador de dinâmica molecular, os pesquisadores obtiveram informações detalhadas sobre o mecanismo de proteção de oxigênio. Eles descobriram que um aminoácido adicional contendo enxofre localizado próximo ao centro catalítico é essential para a estabilidade do oxigênio.

“Além disso, um aglomerado de aminoácidos hidrofóbicos influencia a dinâmica das proteínas e ajuda an everyday a resistência ao oxigênio”, diz o professor Lars Schäfer.

“Temos certeza de que algumas dessas descobertas podem ser aplicadas a outras (FEFE) -hidrogenases e possivelmente ajudam a engenharia mais estáveis ​​em oxigênio (FEFE) -hidrogenases”, conclui o professor Thomas Happe do grupo de fotobiotecnologia Ruhr College Bochum, que liderou o estudo.