Hướng tới tương lai: Một loại enzyme được phát hiện gần đây có thể mở đường cho một loại nguồn năng lượng sạch hoàn toàn mới. Được tìm thấy ở vi khuẩn thông thường, hợp chất này về cơ bản có thể biến một lượng nhỏ khí thành năng lượng điện. Bây giờ, chúng ta chỉ cần hiểu làm thế nào để sản xuất enzyme với số lượng đủ lớn.
Một nhóm các nhà nghiên cứu Úc đã nghiên cứu khả năng vượt trội của một loại vi khuẩn được phân loại là Mycobacterium smegmatis để tồn tại trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Cuối cùng, họ phát hiện ra rằng động lực chính cho khả năng sống sót của vi khuẩn là một loại enzyme mà họ đặt tên là Huc, về cơ bản có thể chuyển đổi không khí thành năng lượng điện.
Enzyme là protein hoạt động như chất xúc tác sinh học bằng cách tăng tốc phản ứng hóa học. Các nhà nghiên cứu đã biết từ lâu rằng vi khuẩn có thể sử dụng hydro trong không khí làm nguồn năng lượng trong môi trường nghèo dinh dưỡng. nóikhiến chúng phát triển và tồn tại trong các điều kiện khắc nghiệt như đất ở Nam Cực, miệng núi lửa và thậm chí cả độ sâu của đại dương.
Tuy nhiên, cho đến nay, chúng ta vẫn chưa biết chính xác làm thế nào vi khuẩn có thể biến hydro thành năng lượng duy trì sự sống. Dẫn đầu bởi Tiến sĩ Rhys Griter, nhóm các nhà nghiên cứu từ Viện Khám phá Y sinh Đại học Monash ở Melbourne, Australia, đã tìm cách khám phá và nghiên cứu cấu trúc hóa học của Huc, enzyme tiêu thụ hydro duy trì quá trình trao đổi chất nguyên thủy của Mycobacterium smegmatis.
Hóa ra, Huc là một chất xúc tác “cực kỳ hiệu quả” có thể biến khí hydro thành dòng điện. Các nhà nghiên cứu giải thích, không giống như tất cả các enzym và chất xúc tác hóa học đã biết khác, nó thậm chí còn tiêu thụ hydro dưới mức khí quyển – “chỉ bằng 0,00005% không khí chúng ta hít thở”.
Bằng cách sử dụng một số phương pháp phân tích tiên tiến, đội Úc đã có thể phát hiện ra bản thiết kế phân tử của Huc đối với quá trình oxy hóa hydro trong khí quyển. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra cấu trúc nguyên tử và các đường dẫn điện, tạo ra cấu trúc enzyme phân giải nhất được báo cáo cho đến nay.
Họ cũng phát hiện ra rằng enzyme Huc tinh khiết có thể được bảo quản trong thời gian dài vì nó có cấu trúc hóa học “ổn định đáng kinh ngạc” có thể được đông lạnh hoặc thậm chí làm nóng đến 80 độ C. Dù bằng cách nào, enzyme vẫn giữ được khả năng tạo ra năng lượng từ các phân tử Hydrogen.
trong họ học, các nhà nghiên cứu đang gợi ý rõ ràng về “quá trình oxy hóa H2 trong khí quyển” như một nguồn năng lượng sạch và bền vững với môi trường. Nhóm nghiên cứu giải thích rằng Huc có thể hoạt động như một loại “pin tự nhiên” để tạo ra dòng điện ổn định từ không khí hoặc “bổ sung hydro”. Bây giờ họ chỉ cần hiểu làm thế nào để tăng quy mô sản xuất enzyme. Công việc này không quá phức tạp vì vi khuẩn như Mycobacterium smegmatis rất phổ biến và có thể phát triển với số lượng lớn.