美英研究人員新近破解了一種以甲烷為生的細(xì)菌將甲烷轉(zhuǎn)化成甲醇的機(jī)制。在此基礎(chǔ)上可望開發(fā)出新型人工催化劑,在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化,大幅降低成本。
將甲烷轉(zhuǎn)化成易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)募状迹兄岣呒淄槔寐省D壳肮I(yè)上的轉(zhuǎn)化工藝需要高溫高壓,設(shè)備龐大、流程復(fù)雜,應(yīng)用范圍有限。甲烷氧化菌能在常溫常壓下進(jìn)行轉(zhuǎn)化,但人們一直沒有弄清其中機(jī)制。
美國西北大學(xué)、英國東英吉利大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員在新一期美國《科學(xué)》雜志上發(fā)表報(bào)告說,甲烷氧化菌主要以顆粒性甲烷單加氧酶為催化劑,將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇。他們通過共振光譜分析等手段發(fā)現(xiàn),這種酶里有兩個(gè)位點(diǎn),分別以一個(gè)銅離子為核心,可能是催化活性的關(guān)鍵所在。
分析發(fā)現(xiàn),這兩個(gè)單銅位點(diǎn)中,有一個(gè)是甲烷與氧的結(jié)合點(diǎn),它發(fā)生變異后,細(xì)菌會(huì)完全喪失轉(zhuǎn)化能力;另一個(gè)發(fā)生變異會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化能力大幅降低。
研究人員說,這項(xiàng)研究讓人們進(jìn)一步理解了細(xì)菌將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇的機(jī)制,這有助改進(jìn)現(xiàn)有催化劑,提高轉(zhuǎn)化反應(yīng)效率。
甲烷是天然氣的主要成分、石油開采的常見副產(chǎn)物,也是一種強(qiáng)效溫室氣體。由于運(yùn)輸困難,許多邊遠(yuǎn)地區(qū)油田的甲烷無法得到利用,導(dǎo)致巨大浪費(fèi)并加劇全球變暖。新成果有助解決這兩個(gè)問題。