چه اتفاقی افتاده؟ آنزیمی که به تازگی کشف شده می تواند راه را برای نوع کاملاً جدیدی از منبع انرژی پاک هموار کند. این ترکیب که در باکتری‌های معمولی یافت می‌شود، اساساً می‌تواند مقدار کمی گاز را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. اکنون، فقط باید بدانیم که چگونه آنزیم را در مقادیر کافی تولید کنیم.
تیمی از محققان استرالیایی توانایی قابل توجه یک باکتری طبقه بندی شده به عنوان مایکوباکتریوم اسمگماتیس را برای زنده ماندن در شرایط سخت محیطی مورد مطالعه قرار دادند. آنها در نهایت دریافتند که محرک اصلی توانایی های بقای این باکتری، آنزیمی است که آنها Huc نامیده اند، که اساسا می تواند هوا را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.
آنزیم ها پروتئین هایی هستند که با تسریع واکنش های شیمیایی به عنوان کاتالیزور بیولوژیکی عمل می کنند. به گفته محققان، مدتی است که می‌دانیم باکتری‌ها می‌توانند از هیدروژن موجود در هوا به عنوان منبع انرژی در محیط‌های فقیر از مواد مغذی استفاده کنند و باعث رشد و بقای آنها در شرایط سخت مانند خاک‌های قطب جنوب، دهانه‌های آتشفشانی و حتی اعماق اقیانوس
با این حال، تا کنون دقیقا نمی دانستیم که چگونه باکتری ها می توانند هیدروژن را به انرژی حیاتی تبدیل کنند. به رهبری دکتر ریس گرینتر، تیمی از محققان مؤسسه کشف زیست پزشکی دانشگاه موناش در ملبورن استرالیا، موفق به کشف و مطالعه ساختار شیمیایی Huc، آنزیم مصرف کننده هیدروژن متابولیسم اولیه مایکوباکتریوم اسمگماتیس شدند.
به نظر می رسد Huc یک کاتالیزور «فوق العاده کارآمد» است که می تواند گاز هیدروژن را به جریان الکتریکی تبدیل کند. بر خلاف سایر آنزیم ها و کاتالیزورهای شیمیایی شناخته شده، محققان توضیح دادند که حتی هیدروژن را کمتر از سطوح جوی مصرف می کند – «به اندازه 0.00005 درصد از هوایی که ما تنفس می کنیم».
با استفاده از چندین روش آنالیز پیشرفته، تیم استرالیایی توانستند طرح مولکولی Huc را برای اکسیداسیون هیدروژن جوی کشف کنند. محققان ساختار اتمی و مسیرهای الکتریکی را کشف کردند و حل‌شده‌ترین ساختار آنزیمی را ایجاد کردند که تا به امروز گزارش شده است.
آنها همچنین دریافتند که آنزیم Huc خالص‌شده را می‌توان برای مدت طولانی ذخیره کرد، زیرا ساختار شیمیایی «به‌طور شگفت‌انگیزی پایدار» دارد که می‌توان آن را منجمد کرد یا حتی تا 80 درجه سانتی‌گراد گرم کرد. در هر صورت، آنزیم توانایی خود را برای ایجاد انرژی از مولکول های هیدروژن حفظ می کند.
محققان در مطالعه خود به وضوح به “اکسیداسیون H2 اتمسفر” به عنوان منبع احتمالی انرژی پاک و سازگار با محیط زیست اشاره می کنند. این تیم توضیح داد که Huc می تواند به عنوان یک “باتری طبیعی” برای تولید جریان الکتریکی پایدار از هوا یا “هیدروژن اضافه شده” کار کند. اکنون آنها فقط باید بدانند که چگونه تولید آنزیم را افزایش دهند. این کار نباید خیلی پیچیده باشد، زیرا باکتری هایی مانند مایکوباکتریوم اسمگماتیس رایج هستند و می توانند در مقادیر زیاد رشد کنند.