Фантастика становится реальностью: ученые на пути к решению проблемы глобального потепления

Ученые из Королевского колледжа Лондона успешно воссоздали активный центр фермента ацетил-КоА-синтазы, который участвует в захвате углерода из атмосферы. Исследование, проведенное совместно с Имперским колледжем Лондона, углубляет наши знания об этом важном ферменте и предлагает новое потенциальное решение для улавливания CO2 из атмосферы, что является важным шагом в борьбе с изменением климата.

Под руководством доктора Ребекки Масгрейв и доктора Дэниела Уилсона группа ученых смогла воссоздать активный центр ацетил-КоА-синтазы (ACS), где происходят ключевые химические реакции. ACS преобразует CO2 в ацетилкофермент-А, важную молекулу для живых существ. Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Chemical Society.

ACS играет ключевую роль в цикле Кребса, который отвечает за окисление уксусной кислоты для получения энергии. Этот фермент важен для хранения и высвобождения энергии, а также для захвата и хранения углерода.

Новая лабораторная модель команды способна воспроизводить эту химическую реакцию, улавливая углерод из атмосферы и сохраняя его в виде ацетилкофермента-А. Ферменты, являясь биологическими катализаторами, ускоряют химические реакции и выполняют жизненно важные функции в природе.

ACS обнаружен в бактериях и некоторых одноклеточных организмах и работает без кислорода, создавая сложные органические молекулы из CO2 и водорода. До настоящего времени попытки смоделировать активный центр этого фермента не могли точно воспроизвести его форму и электронную среду.

Доктор Дэниел Уилсон пояснил, что их модель активного центра, содержащая два атома никеля, имитирует форму и размер настоящего фермента ACS. Воздействие оксида углерода на модель успешно имитировало природный процесс синтеза ацетил-КоА.

Работая с Макси Ресслером из Империала, команда использовала метод электронной парамагнитной спектроскопии для изучения различных этапов реакции. Они считают, что результаты помогут ученым, изучающим фермент ACS и другие ферменты, связанные с фиксацией углерода.

Доктор Ребекка Масгрейв подчеркнула, что их модель позволяет лучше понять, как работает эта реакция, что открывает возможности для разработки искусственных катализаторов для промышленного применения. Это может быть полезно в различных областях, включая новые методы улавливания CO2 из атмосферы и его использования для производства биотоплива и фармацевтических препаратов.

Исследователи надеются, что их модель будет адаптирована другими учеными в области ферментной спектроскопии для дальнейших исследований. Доктор Масгрейв добавила, что их работа приближает на шаг к созданию промышленных катализаторов, способных решать важные социальные проблемы, такие как изменение климата.