miércoles, 7 de noviembre de 2012

Almacenamiento temporal de electrones y producción natural de hidrógeno

Científicos del MPI CEC y RUB han descubierto mediante espectroscopía sobre enzimas productoras de hidrógeno que el entorno de un emplazamiento catalítico actúa como reserva de electrones en la enzima. Así pues, esta puede producir hidrógeno de forma muy eficiente, lo cual tiene gran potencial como fuente de energia renovable.

El sistema analizado constituye una enzima que cataliza la formación y conversión de hidrógeno. En su centro tiene un doble núcleo de hierro, y es por por tanto se la denomina [FeFe] hidrogenasa. Dichas enzimas son de gran interés para la investigación energética, ya que pueden producir hidrógeno de forma eficiente. Sin embargo, los nuevos catalizadores solo pueden ser desarrollados partiendo de un gran nivel de compresiòn del modo de actuación de dichos elementos.



En la producción de hidrógeno, se juntan dos electrones con dos protones. El equipo de investigaciòn observó que, como se esperaba, el primer electrón es inicialmente transferido a centro férrico de la enzima. La segunda transferencia, por otro lado, es de un grupo de hierro-azufre localizado en la periferia. Esto forma un almacenamiento temporal para el segundo electrón. Este estado "super-reducido" podría ser el responsable de la extremadamente alta eficiencia de la hidrogenasa. Subsiguientemente ambos electrones son transferidos de un salto, desde la enzima a los protones, de manera que se genera el hidrógeno. Este descubrimiento fue posible usando dos tipos de técnicas espectroscopicas diferentes.

Se pueden generar hasta 10.000 moléculas de hidrógeno por segundo con un solo centro [FeFe]. La enzima se sitúa así entre las más eficientes hidrogenasas y está siendo por tanto intensamente investigada por biólogos y químicos con vista a conseguir producción de hidrógeno de forma respetuosa con el medio ambiente. El mecanismo completo de formación del hidrógeno es, sin embargo, complejo y requiere clarificar varios de los pasos. A continuaciòn, los investigadores de MPI CEC y RUB pretenden usar métodos espectroscópicos sensibles para localizar el protón al cual son transferidos los dos electrones. Este átomo cargado negativamente, hidruro, reacciona con otro protón para formar hidrógeno. Inspirado por la [FeFe] hidrogenasa, los investigadores querrían desarrollar su propio catalizador productor de hidrógeno que pueda ser usado para la generación de hidrógeno.

Este artículo participa en la XVIII edición del Carnaval de Biología, que se celebra en el blog Ameba Curiosa de @AmebaCuriosa.

Via Ruhr-Universität Bochum

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada