研究促进了解如何制造氢燃料

氧气可能是生命所必需的,但是它可以肯定会从许多微生物中存在的酶家族中廉价地燃料燃料。阻止氧气通往酶的生产机械的道路可能导致可再生能源,该能源只会产生水作为废物。

贝克曼高级科学技术研究所的研究人员欧洲杯线上买球伊利诺伊大学Urbana-Champaign通过计算机模拟打开了一个窗口,使他们可以看到氢和氧气如何以及在何处传播并退出酶的催化剂位点 - H簇 - 氢被转化为能量。

伊利诺伊州科学家和来自科罗拉多州戈尔登的国家可再生能源实验室的三位同事详细介绍了他们在9月的《杂志结构》中的发现。他们发现的可以帮助解决长期存在的经济问题。因为氧在H簇中永久与氢结合,因此氢气的产生被停止。结果,供应是短暂的。

许多微生物具有称为氢化酶的酶,这些酶简单地使用阳光和水来产生基于氢的能量。

“Understanding how oxygen reaches the active site will provide insight into how hydrogenase’s oxygen tolerance can be increased through protein engineering, and, in turn, make hydrogenase an economical source of hydrogen fuel,” said Klaus Schulten, Swanlund Professor of Physics at Illinois and leader of the Beckman’s Theoretical Biophysics Group.

使用在Schulten实验室中开发的计算机建模 - 纳米级分子动力学(NAMD)和视觉分子动力学(VMD) - 物理学博士生Jordi Cohen创建了一个基于Closttridium castridium castridium clittridium cpi的晶体结构的全原子模拟模型。

该模型使科恩能够可视化和跟踪氧气和氢如何进入氢化氢化氢化氢的催化位点,那里的气体结合,以及分子退出时所采用的路线。使用新的计算概念,他能够描述通过蛋白质的气体扩散,并准确预测通常采用的扩散路径。

舒尔滕说:“我们发现的是令人惊讶的。”“氢和氧气都相当迅速地通过蛋白质扩散,但存在明显的差异。”

与较轻和较小的氢相比,氧气需要更多的空间,几乎保持局部良好的波动通道。氢气更自由地传播。研究人员发现,由于该蛋白质比氧气比氧气更多孔,因此氢通过氧气途径扩散,但也通过全新的途径扩散到氧气。

研究人员得出的结论是,可以通过蛋白质的遗传修饰来关闭氢化酶的氧气途径,从而增加氢化酶对氧气的耐受性,而不会破坏氢气的释放。

全国可再生能源实验室的Kim,Paul King和Michael Seibert的合着者和Cohen的合着者。美国国立卫生研究院,国家科学基金会和美国能源部资助了这项研究。欧洲杯线上买球

NAMD是一种平行分子动力学代码,旨在对大型生物分子系统进行高性能模拟。VMD是一个分子可视化程序,用于使用3-D图形显示,动画和分析大型生物分子系统。

http://www.uiuc.edu

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