A le ri Formate gẹ́gẹ́ bí egungun ipilẹ̀ ti eto-ọrọ aje ti ko ni erogba, ti a ṣe lati inu CO2 nipa lilo awọn ọna kemikali (electro) ti a si yipada si awọn ọja ti a fi kun iye nipa lilo awọn cascades enzymatic tabi awọn microorganisms ti a ṣe amọna. Igbesẹ pataki kan ninu fifẹ idapọ ti sintetiki ni idinku thermodynamically complex ti formaldehyde, eyiti o han nibi bi iyipada awọ ofeefee. Credit: Institute of Terrestrial Microbiology Max Planck/Geisel.
Àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ní Max Planck Institute ti ṣẹ̀dá ipa ọ̀nà ìṣẹ̀dá ara tí ó ń yí carbon dioxide padà sí formaldehyde pẹ̀lú ìrànlọ́wọ́ formic acid, tí ó ń fúnni ní ọ̀nà tí kò ní carbon láti ṣe àwọn ohun èlò iyebíye.
Àwọn ọ̀nà tuntun láti mú kí èròjà carbon dioxide dúró sípò kìí ṣe pé ó ń dín ìwọ̀n èròjà carbon dioxide kù nínú afẹ́fẹ́ nìkan, ó tún lè fi àwọn ìlànà ẹ̀dá alààyè tí kò ní èròjà carbon rọ́pò ìṣẹ̀dá kẹ́míkà àti àwọn èròjà tí ń ṣiṣẹ́. Ìwádìí tuntun fi ìlànà kan hàn nípa bí a ṣe lè lo èròjà formic acid láti yí èròjà carbon dioxide padà sí ohun èlò tí ó ṣe pàtàkì fún ilé iṣẹ́ biochemical.
Nítorí ìbísí nínú ìtújáde gáàsì afẹ́fẹ́, ìtújáde erogba tàbí ìtújáde erogba oloro láti orísun ìtújáde ńlá jẹ́ ọ̀rọ̀ pàtàkì kan. Ní ti ẹ̀dá, ìtújáde erogba oloro ti ń lọ fún ọ̀pọ̀ mílíọ̀nù ọdún, ṣùgbọ́n agbára rẹ̀ kò tó láti san án padà fún ìtújáde ènìyàn.
Àwọn olùwádìí tí Tobias Erb ti Institute of Terrestrial Microbiology darí. Max Planck lo àwọn irinṣẹ́ àdánidá láti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ọ̀nà tuntun fún ṣíṣe àtúnṣe carbon dioxide. Wọ́n ti ṣe àṣeyọrí nísinsìnyí láti ṣe àgbékalẹ̀ ipa ọ̀nà ìṣiṣẹ́ àdánidá tí ó ń mú formaldehyde tí ó ń ṣiṣẹ́ gidigidi jáde láti inú formic acid, àárín gbùngbùn tí ó ṣeé ṣe nínú photosynthesis àdánidá. Formaldehyde lè wọ inú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ipa ọ̀nà ìṣiṣẹ́ àdánidá láti ṣẹ̀dá àwọn ohun ìní mìíràn tí ó níye lórí láìsí àwọn ipa búburú kankan. Gẹ́gẹ́ bí ìlànà àdánidá, àwọn èròjà pàtàkì méjì ni a nílò: agbára àti erogba. A lè pèsè àkọ́kọ́ kìí ṣe nípasẹ̀ oòrùn tààrà nìkan, ṣùgbọ́n nípasẹ̀ iná mànàmáná pẹ̀lú - fún àpẹẹrẹ, àwọn modulu oòrùn.
Nínú ẹ̀wọ̀n ìníyelórí, orísun erogba jẹ́ oníyípadà. Erogba oloro kìí ṣe àṣàyàn kan ṣoṣo níbí, a ń sọ̀rọ̀ nípa gbogbo àwọn èròjà erogba kọ̀ọ̀kan (àwọn ohun èlò ìkọ́lé C1): erogba monoxide, formic acid, formaldehyde, methanol àti methane. Síbẹ̀síbẹ̀, gbogbo àwọn èròjà wọ̀nyí ló jẹ́ majele gidigidi, fún àwọn ohun alààyè (carbon monoxide, formaldehyde, methanol) àti fún pílánẹ́ẹ̀tì (methane gẹ́gẹ́ bí gaasi eefin). Lẹ́yìn tí formic acid bá ti di èyí tí a ti yọ́ kúrò sí ìpìlẹ̀ rẹ̀ ni ọ̀pọ̀ àwọn ohun alààyè tó lè fara da ìfọ́pọ̀ rẹ̀ tó ga.
“Formic acid jẹ́ orísun erogba tó dájú,” Maren Nattermann, ẹni tó kọ́kọ́ kọ ìwádìí náà tẹnu mọ́ ọn pé, “Ṣùgbọ́n yíyí i padà sí formaldehyde in vitro jẹ́ ohun tó lágbára gan-an.” Èyí jẹ́ nítorí pé formate, iyọ̀ formate, kò rọrùn láti yípadà sí formaldehyde. “Ìdènà kẹ́míkà pàtàkì kan wà láàárín àwọn molecule méjì yìí, kí a tó lè ṣe ìṣe gidi kan, a gbọ́dọ̀ borí rẹ̀ pẹ̀lú ìrànlọ́wọ́ agbára biochemical – ATP.”
Ète àwọn olùwádìí ni láti wá ọ̀nà tó rọrùn jù. Ó ṣe tán, bí agbára tó ń dínkù láti fi bọ́ erogba sínú ìṣiṣẹ́ ara bá dínkù, bẹ́ẹ̀ náà ni agbára tó ń pọ̀ sí i lè lo láti mú kí ìdàgbàsókè tàbí ìṣẹ̀dá pọ̀ sí i. Ṣùgbọ́n kò sí irú ọ̀nà bẹ́ẹ̀ ní ti ẹ̀dá. “Wíwá àwọn ohun tí a ń pè ní àwọn enzymes adàpọ̀ pẹ̀lú ọ̀pọ̀lọpọ̀ iṣẹ́ nílò ìṣẹ̀dá díẹ̀,” Tobias Erb sọ. “Ṣùgbọ́n, wíwá àwọn enzymes adánimọ̀ jẹ́ ìbẹ̀rẹ̀ lásán. A ń sọ̀rọ̀ nípa àwọn ìṣesí tí a lè kà papọ̀ nítorí pé wọ́n lọ́ra púpọ̀—ní àwọn ìgbà kan, ìṣesí tí kò ju ìṣẹ́jú-àáyá kan lọ fún enzyme kọ̀ọ̀kan. Àwọn ìṣesí àdánidá lè tẹ̀síwájú ní ìwọ̀n tí ó yára tó ẹgbẹ̀rún ìgbà.” Níbí ni biochemistry adàpọ̀ ti wọlé, Maren Nattermann sọ pé: “Tí o bá mọ ìṣètò àti ìlànà enzyme kan, o mọ ibi tí o ti lè dá sí i. Ó ti jẹ́ àǹfààní ńlá.”
Ṣíṣe àtúnṣe enzyme ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọ̀nà: pàṣípààrọ̀ bulọ́ọ̀kì ilé pàtàkì, ìṣẹ̀dá ìyípadà láìròtẹ́lẹ̀, àti yíyan agbára. “Àti formaldehyde àti formaldehyde dára gan-an nítorí wọ́n lè wọ inú àwọn ògiri sẹ́ẹ̀lì. A lè fi formate kún ohun èlò àṣà sẹ́ẹ̀lì, èyí tí ó ń ṣe enzyme kan tí ó ń yí formaldehyde tí ó jáde padà sí àwọ̀ ofeefee tí kò léwu lẹ́yìn wákàtí díẹ̀,” Maren sọ. Nattermann ṣàlàyé.
Àbájáde nínú àkókò kúkúrú bẹ́ẹ̀ kò ní ṣeé ṣe láìlo àwọn ọ̀nà ìṣiṣẹ́ gíga. Láti ṣe èyí, àwọn olùwádìí náà ṣiṣẹ́ pọ̀ pẹ̀lú alábàáṣiṣẹ́pọ̀ ilé-iṣẹ́ Festo ní Esslingen, Germany. “Lẹ́yìn nǹkan bí 4,000 ìyàtọ̀, a mú ìdàgbàsókè wa pọ̀ sí i ní ìlọ́po mẹ́rin,” ni Maren Nattermann sọ. “Nítorí náà, a ti ṣẹ̀dá ìpìlẹ̀ fún ìdàgbàsókè àwọn ohun alààyè onípele E. coli, iṣẹ́-ọnà onípele-ẹ̀rọ ti ìmọ̀-ẹ̀rọ, lórí formic acid. Ṣùgbọ́n, ní àkókò yìí, àwọn sẹ́ẹ̀lì wa lè ṣe formaldehyde nìkan, wọn kò sì lè yí padà síwájú sí i.”
Ní ìfọwọ́sowọ́pọ̀ pẹ̀lú alábáṣiṣẹpọ̀ rẹ̀ Sebastian Wink láti Institute of Plant Molecular Physiology. Àwọn olùwádìí Max Planck ń ṣe àgbékalẹ̀ irú kan tí ó lè gba àwọn intermediates kí ó sì fi wọ́n sínú ìṣiṣẹ́ ara àárín. Ní àkókò kan náà, ẹgbẹ́ náà ń ṣe ìwádìí lórí ìyípadà electrochemical ti carbon dioxide sí formic acid pẹ̀lú ẹgbẹ́ iṣẹ́ kan ní Institute of Chemical Energy Conversion. Max Planck lábẹ́ ìdarí Walter Leitner. Ète ìgbà pípẹ́ ni “ìpele kan-tó-bá-gbogbo” láti inú carbon dioxide tí àwọn ilana electrobiochemical ṣe sí àwọn ọjà bíi insulin tàbí biodiesel.
Ìtọ́kasí: Maren Nattermann, Sebastian Wenk, Pascal Pfister, Hai He, Seung Hwang Lee, Witold Szymanski, Nils Guntermann, Faiying Zhu “Ìdàgbàsókè cascade tuntun fún ìyípadà formate tí ó gbára lé phosphate sí formaldehyde ní vitro àti ní vivo”, Lennart Nickel., Charlotte Wallner, Jan Zarzycki, Nicole Pachia, Nina Gaisert, Giancarlo Francio, Walter Leitner, Ramon Gonzalez, àti Tobias J. Erb, May 9, 2023, Nature Communications.DOI: 10.1038/s41467-023-38072-w
SciTechDaily: Ile ti awọn iroyin imọ-ẹrọ ti o dara julọ lati ọdun 1998. Duro si imudojuiwọn pẹlu awọn iroyin imọ-ẹrọ tuntun nipasẹ imeeli tabi media awujọ. > Atokọ imeeli pẹlu alabapin ọfẹ
Àwọn olùwádìí ní Cold Spring Harbor Laboratories rí i pé SRSF1, èròjà amuaradagba kan tí ó ń ṣàkóso ìsopọ̀ RNA, ni a ń lò nínú pancreas.