Conosciuti per la loro capacità di rimuovere il metano dall'ambiente e convertirlo in un combustibile utilizzabile, i batteri metanotrofi hanno a lungo affascinato i ricercatori. Ma come, Esattamente, questi batteri svolgono naturalmente una reazione così complessa è stato un mistero.

Ora un team interdisciplinare della Northwestern University ha scoperto che l'enzima responsabile della conversione metano-metanolo catalizza questa reazione in un sito che contiene un solo ione rame.

Questa scoperta potrebbe portare a una nuova progettazione, catalizzatori prodotti dall'uomo in grado di convertire il metano, un gas serra molto potente, in metanolo facilmente utilizzabile con lo stesso meccanismo senza sforzo.

"L'identità e la struttura degli ioni metallici responsabili della catalisi sono rimaste inafferrabili per decenni, " ha detto Amy C. Rosenzweig della Northwestern, co-autore senior dello studio. "Il nostro studio fornisce un importante passo avanti nella comprensione di come i batteri si convertono da metano a metanolo".

"Identificando il tipo di centro rame coinvolto, abbiamo posto le basi per determinare come la natura svolge una delle sue reazioni più impegnative, " ha detto Brian M. Hoffman, co-autore senior.

Lo studio pubblicherà venerdì, 10 maggio sul diario Scienza . Rosenzweig è il Distinguished Professor of Life Sciences della famiglia Weinberg presso il Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern. Hoffman è il professore di chimica di Charles E. ed Emma H. ​​Morrison a Weinberg.

Ossidando il metano e convertendolo in metanolo, i batteri metanotrofi (o "metanotrofi") possono dare un pugno a uno-due. Non solo stanno rimuovendo un gas serra nocivo dall'ambiente, stanno anche generando un prontamente utilizzabile, carburante sostenibile per automobili, elettricità e altro.

Gli attuali processi industriali per catalizzare una reazione metano-metanolo richiedono una pressione tremenda e temperature estreme, raggiungendo più di 1, 300 gradi Celsius. metanotrofi, però, eseguire la reazione a temperatura ambiente e "gratuitamente".

"Mentre i siti di rame sono noti per catalizzare la conversione da metano a metanolo in materiali prodotti dall'uomo, La catalisi da metano a metanolo in un sito di monorame in condizioni ambientali è senza precedenti, " ha detto Matthew O. Ross, uno studente laureato co-consigliato da Rosenzweig e Hoffman e primo autore del documento. "Se riusciamo a sviluppare una comprensione completa di come eseguono questa conversione in condizioni così miti, possiamo ottimizzare i nostri catalizzatori".

Lo studio è intitolato "Il particolato metano monoossigenasi contiene solo centri mononucleari di rame".