作者：NorthwesternUniversity

甲烷營養(yǎng)細菌以其清除環(huán)境中的甲烷并將其轉化為可用燃料的能力而聞名，它長期以來一直吸引著研究人員。但是，究竟這些細菌是如何自然地進行如此復雜的反應一直是個謎。

現(xiàn)在西北大學的一個跨學科小組發(fā)現(xiàn)，負責甲烷-甲醇轉化的酶在一個只有一個銅離子的地方催化這個反應。

這一發(fā)現(xiàn)可能引導設計新的人造催化劑，這種催化劑可以將甲烷（一種高效的溫室氣體）轉化為易于使用的甲醇，其機理也同樣簡單。

西北大學的AmyC.Rosenzweig是這項研究的資深作者之一，她說：“幾十年來，催化作用的金屬離子的特性和結構一直難以確定。我們的研究為理解細菌如何將甲烷轉化為甲醇提供了一個重大的飛躍。”

“通過識別涉及的銅粒子的類型，我們?yōu)榇_定自然界如何執(zhí)行其最具挑戰(zhàn)性的反應奠定了基礎，”聯(lián)合高級作者BrianM.Hoffman說。

這項研究將于5月10日星期五發(fā)表在《科學》雜志上。Rosenzweig是西北大學生命科學系溫伯格藝術與科學學院杰出教授?；舴蚵菧夭竦牟闋査笶.和艾瑪H.莫里森化學教授。

通過氧化甲烷并將其轉化為甲醇，甲烷營養(yǎng)細菌（或“甲烷營養(yǎng)菌”）可以連續(xù)反應。他們不僅從環(huán)境中去除有害的溫室氣體，還為汽車、電力等生產一種易于使用、可持續(xù)的燃料。

目前催化甲烷與甲醇反應的工業(yè)過程需要巨大的壓力和極端的溫度，達到1300攝氏度以上。然而，甲烷營養(yǎng)菌可以在室溫下“免費”進行反應。

Rosenzweig和Hoffman共同的研究生MatthewO.Ross說：“眾所周知，在人造材料中，銅催化甲烷到甲醇的轉化，而在環(huán)境條件下，甲烷到甲醇的催化是史無前例的。如果我們能夠完全理解它們如何在這種溫和的條件下進行轉化，我們就可以優(yōu)化我們自己的催化劑?！?/p>

這項研究“微粒甲烷單加氧酶僅含有單核銅粒子”，由美國國立衛(wèi)生研究院（獎號GM118035、GM111097和5T32GM00838）和國家科學基金（第1534743號獎）支持。